DX600中波发射机（共8篇）
DX600中波发射机 篇1
概述
DX-600中波发射机是HARRIS公司生产的当今世界先进的广播发射设备, 自动化程度高, 效率高, 指标优, 失真度小, 音质好, 运行稳定, 但在运行过程中设备有些不太稳定, 暴露了不少问题, 本文就暴露的问题提出相应的解决办法通过一些技术革新和应急备份的措施, 使发射机逐步步入稳定。
下面就出现的主要问题汇总如下:
一、功率模块经常损坏的问题
DX-600中波发射机在安装运行过程中, 功率模块损坏较为频繁, 每月大约有3~5块, 损坏原因大多是交直流保险爆或MOS管损坏, 每月需要相当经费用于模块修复, 尤其在每年的7, 8, 9三个月, 由于机器温度过高, 原有冷却设备冷却效果不是特别明显, 模块损坏数目更是可观, 鉴于此, 我台于今年初进行了水路系统的改造, 在原有水路冷却的基础上, 另加了一套板换冷却系统, 在原有基础上机箱温度下降5℃, 较好地解决了功率模块经常损坏的问题
二、DX600合成器主合成接口板故障
故障现象:播音中突然关机, 各PB显示外部连锁故障, 整流柜LED灯全灭, TCU触摸屏显示各PB连锁故障, 电源故障, 合成器状态屏显示输出开关状态故障, 同时还显示C C U子机柜各板卡故障。
原因分析:该故障是由于主合成接口板电容C3击穿短路, 将CCU低压电源板的+24V电源保险烧断, 造成连锁通路的+24V供电缺失, 显示输出开关状态故障和连锁故障, 同时供给CCU子机柜各板卡的24V电源缺失, 显示板卡故障, 电路如图一所示, 该故障已发生三次, 分析原因是+24V电源经过输出开关受到高频干扰较厉害, 所以将C3击穿短路, 同时C3本身耐压也不够, 现我们将C3换成630V 0.1μ, 同时将该电源通路的限流电阻R1、R10也由原来的1/4w换成1w, 此后该故障未在出现。
三、风机变频器停转的问题
变频控制器的工作流程如图1所示。平衡电阻阻隔电流、PB网络驻波比等故障采样信号与风机控制起的两个模拟信号在电压比较器U27、U28上进行比较产生模拟信号, 送入到PLC模拟输入模块, 经PLC处理后, 再由PLC输出模块, 经CCU控制板的EPLD处理后, 再送入到CCU数字I/O控制板的EPLD (U3) , 最后通过CCU控制板和马达控制器接线端子去控制风机控制器和PB的运行以及给MMI提供状态显示信号。风机控制器的J5-6、J5-7模拟输出信号, 提供给CCU模拟I/O比较用的参考值, J5-8是允许信号, J5-19~J5-22是状态输出信号, 提供给发射机显示用, J5-11~J5-14为预置速度的编程信号, 可输出不同的速度控制信号。
根据我台播音的特点, 播音时间短, 而且变频器损坏的几率很小。但当变频器损坏, 更换时时间长, 接线容易出错。所以根据这个思路, 做备份电路时, 可以短时间将风机全速运行, 而且风机全速运行也是允许的, 就是杂音大点, 只需将风机正常运行的状态信号返回给TCU即可。备份电路如图4所示, 其中K1、K2为交流接触器, K3为继电器QF1、QF2为3相的电源断路器, 正常工作时, QF1合上, K1吸上, K1的常闭接点断开, K2不吸合, K3也不吸和, 所以K3的常闭接点 (1, 9) , (2, 10) 接通, 当变频器出现故障 (即风机控制器) 出现故障时, 根据图上的操作提示, 断开QF1, 合上QF2即可, 当QF1断开时, 变频器没有电源, 电路不工作, 变频器输出的状态相当于悬空, 从上节的真值表可以看出, 只需将有低电平状态的设置成低电平, 接地即可。真值表可以看出, 将风机准备和转速正常两个状态信号的输入接地即可, 在QF1断开, QF2合上后, K2吸和, 风机全速50HZ高速运转。同时K3也吸合, K3的 (5, 9) , (6, 10) 接通, 返回TCU的状态信号正常, 发射机可以正常开机。
综上所述, 虽然DX发射机线路复杂, 板卡众多, 但我们只要在维护工作中抓住重点, 积极思考, 对机器的薄弱环节积极加以改进, 就能提高机器运行的稳定性, 减少复杂故障的处理时间, 从而减少停播时间, 为机房实行无人值班提供坚实保障。
DX600中波发射机 篇2
【关键词】变频器；故障；维护
在DX中波固态发射机中，变频器起到了很关键的作用，它的启动方式为软启动。软启动不至于对外接设备有较大的冲击，可以延长设备的疲劳寿命。在日常播音中，变频器有时会出现种种故障，通过对故障点的准确判断并快速地找到故障位置，减少发射机的停播时间，有着重要的意义。
DX中波固态发射机中，变频器在合成器中使用，属于发射机的公共部分。其主电路主要由整流、滤波、逆变等电路及制动单元等几部分构成，其主要硬件是IGBT。
一、变频器故障的判断
1.1变频器中逆变电路故障判断
在变频器中逆变器的作用是，将输入的直流功率变为所要求频率的交流功率。对整流电路和逆变电路测量的方法较为相近，在万用表的二极管档位，将红色表笔接到（+）端，黑色表笔分别接到U、V、W上，约有一个实测为0.47VDC的二极管的正向电压，并且经测得，各相的电流值均相同。若将红色表笔接到（—）端，黑色表笔分别接到U、V、W上，情况与之前基本相同。若不是出现上述两种情况，可判断为逆变器故障。如下图1所示。
1.2变频器中整流桥故障判断
判断变频器中整流桥故障，即测试整流桥的好坏。分别在变频器中找出内部直流电源的正极和负极，在万用表的二极管档位，黑色表笔接（+）端，红色表笔分别依次接到～（即T）、～（即S）、～（即R），实测约约有一个实测为0.47VDC的二极管的正向电压，且基本平衡。同理，也可以将黑表笔接～（即R）、～（即S）、～（即T），红表笔接（—）端，同样有一个二极管的正向电压，且基本平衡。在同样的测量方式下，若测量结果不一致，则可以判断为整流桥故障。如下图2所示。
1.3变频器中欠电压故障判断
在变频器中，欠电压故障的主要原因有：
1.三相整流由于外电缺相造成变成二相整流，加入了负载后，导致通过整流后的直流电压过低；
2.由于变频器内部直流回路的限流电阻或短路限流电阻的晶闸管损坏使变频器内部的滤波电容就不能充电；
3.外界的干扰造成线路非正常工作。
若出现以上几种情况，首先要检查变频器电源的空气开关或者空气开关的触点是否接触良好，有无打火现象。测量触点电阻，并判断输入电压是否正常。其次，要判断限流电阻或晶闸管是否有损坏，因为在电机反复启停的情况下容易造成器件的损坏。最后，还要对变频器的抗干扰能力进行增强。
1.4变频器过电压故障判断
变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。
1.4.1输入交流电源过压
这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在电网负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障，此时最好断开电源，检查处理。
1.4.2发电类过电压
这种情况出现的概率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，产生“泵生电压”，而变频器又没有安装制动单元，有两起情况可以引起这一故障。当变频器拖动大惯性负载时，其减速时间设的比较小，在减速过程中，变频器输出的速度比较快，而负载靠本身阻力减速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量反馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，超出保护值，出现故障，处理这种故障可以在变频器直流回路中并联一个制动电阻，或者修改变频器参数，把变频器减速时间设的长一些。
1.5变频器过热故障判断
变频器内部电子器件在工作时会产生大量的热量，尤其是IGBT工作在广播发射机的高频状态下，产生的热量会更多。如果周围环境温度过高，所接负载过大，变频器散热风机损坏等都会导致变频器内部元器件温度过高。此时应通过降低变频器工作场所的环境温度，加强变频器内部的散热，减小负载等措施避免此类故障。
1.6过流故障判断
过流故障可分为加速、减速、恒速过电流。其可能是由于变频器的加减速时间太短、负载发生突变、负荷分配不均，输出短路等原因引起的。这时一般可通过延长加减速时间、减少负荷的突变等措施排除故障。如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器逆变电路已坏，需要更换变频器。
二、变频器在日常使用中的维护要点
2.1注意事项
在日常使用中，操作人员必须对变频器的原理非常熟悉，并了解其基本原理、内部结构和功能。在维护或检修当中，要确保设备已经断电后，才能对变频器进行维护或维修，切记不可带电操作。另外，在断电后，要确保变频器所连接的设备已经停止工作或温度降到安全温度，否则容易发生危险。
2.2日常检查事项
首先要检查对变频器的冷却系统是否正常，因为散热不畅将影响变频器的正常工作，检查的重点有：风机的转动、风道排风等。第二，要观察变频器周围的温度及湿度，温度过高还将导致其报警。第三，要注意变频器周围的湿度，因为湿度过大会影响变频器的正常运行，还会导致内部元器件的损坏或者发生短路的现象。这种情况在发射机正常播音中十分危险。另外，在日常使用过程中还对变频器应做到“听、看、测”。听其启动的声音，看其运行的状态，观察指示灯是否正常，测量变频器及周围温度。通过这些手段来避免故障的发生，使其能够正常运行。
2.3定期检修
变频器要定期进行检修维护，及时清理内部灰尘，检查各端子是否有打火现象，各部件螺丝是否有松动现象。各连接线是否有软化、掉皮等现象，如果发现上述情况需及时进行处理。
2.4备件的更换
变频器的内部元器件很多，有时一个很小的元器件损坏都将导致变频器的故障，所以在定期维护的基础上，要对易损件进行定期更换，对已达到或者将要达到使用寿命的元器件进行定期更换，以确保变频器的使用寿命能够更长久。通过对变频器元件的梳理，下列器件应进行定期更换：
2.4.1冷却风扇
功率模块在变频器中起着很重要的作用，当然它也是发热最为严重的元件。功率模块在工作时所产生的热量必须要及时排出。变频器通过冷却风扇对功率模块进行冷却降温，日常使用的风扇寿命大约为12Kh—45Kh。变频器连续使用2～3年就应对风扇进行更换。
在更换风扇时，要注意风扇的接入方式。一般风扇为两线制，也有的风扇为三线制。在更换两线制风扇时，只要注意正负极，不得接反。三线制风扇和二线制风扇的最大区别在于有一根检测线，接错将导致变频器报警。另外，选择风扇时还应注意电压，风扇的电压一般分为220VAC和380VAC两种，使用时应注意区分。
2.4.2滤波电容
变频器中的滤波电容大多采用電解电容，它的主要作用就为对直流中的低频谐波进行吸收，对直流电压进行平滑处理。在变频工作过程中所散发出的热量，以及电解电容本身的热量会导致电解液的减少甚至干涸，从而直接导致电容的容量改变，在变频器连续运转中，最好每年或者每隔一年进行滤波电容的更换。
三.结束语
本文简要介绍了如何准确地判断并检测变频器的故障，减少广播电视发射机的停播时间。更重要的是，通过日常的合理维护及检修工作，使得变频器能够更好地正常运转，使其故障率达到最小化。能够做到这一点将对广播电视传输发射工作起着很重要的意义。
参考文献
DX600中波发射机 篇3
DX600中波发射机主要由DX200发射机 (三部) 以及合成器与水路控制系统共同组成, 具有较高的自动化水平和较低的维修频率, 以其稳定的工作状态支持着通信和工业生产等各领域工作的顺利进行。然而, 在其运行的过程中, 也经常出现因高功率和大电流而导致的诸多问题, 从而在降低中波发射机自身寿命的同时, 也降低了生产效率。因此, 加强对DX600中波发射机合成器的故障检测以及维修力度是当前通信领域亟需解决的问题。
1 DX600中波发射机与合成器简介
对DX600中波发射机进行分析可知, 其主要由3个200k W的PB单元, 即DX200发射机与水路控制电路经过合成器相连而成, 合成器主要包括了3个辅助接触器与模式接触器以及6个射频接触器。在辅助接触器方面, 通常具有两种连接状态, 分别为基于天线和测试负载连接的状态;在模式接触器方面, 也具有两种连接状态, 分别为天线连接和地面连接。通过对辅助接触器与模式接触器的状态进行控制, 射频接触器能够实现以下三种工作方式:1) 双并机方式。此方式下, 两个功放单元与天线连接, 另一个功放单元与天线断开;2) 三并机方式。此方式下, 三个PB功放单元均与天线连接;3) 双并机负载方式。此方式下, 两个功放单元与天线连接, 第三个功放单元与测试负载相连[1]。
2 DX600中波发射机合成器状态监测与状态控制
2.1 状态检测
当开关位于信号控制输出端位置时, 光敏三极管被遮光板遮住, 此时, 三极管停止工作, 集电极与额定电压为24V的电源连接, 表现出高电平, 因此, 场效应管开始对地导通, 继电器位置状态引脚为低电平, 另一引脚接至24V电压的电源, 位置状态控制端口的继电器线包得电, 继电器的动作与常解开点相连通, 此时, 位置状态处的电平产生变化, PLC (可编程控制器) 则可准确检测出开关位置, 设定此时开关位置为A。当开关切换至其他位置 (设为B) 时, 遮光板仍然将光敏三极管发出的光挡住, 此时, 三极管停止工作, 集电极仍然与额定电压为24V的直流电源相连, 表现出高电平, 与状态位置A相对应的场效应管对地导通, 继电器 (与当前位置平行) 的管脚为低电平, 线包得电, 在继电器的作用下, 公共端同常开接点接通, 此时, PLC则可准确检测出开关的另一位置B。
2.2 状态控制
在状态控制方面, 从PB模式接口板传回的24V的直流电源经过射频控制器引脚与继电器的公共端相连。与此同时, 由上述PB模式接触板A位置所发出的动作控制信号经由状态检测端口与继电器的另一引脚 (设为a) 相连。但存在此动作控制信号时, 继电器引脚a开始动作, 24V直流电源经由引脚a与端子盘相连, 并接到伺服电机方面, 最后, 回到直流电源的公共端, 进而形成回路, 在带动电机的同时, 使得开关能够在两个不同位置间进行切换[2]。
3 DX600中波发射机合成器的故障及处理
对DX600中波发射机合成气的位置和状态控制以及发射机本身构造进行分析可知, 当前, 在发射机工作时, 经常出现的故障主要包括了两方面, 分别为射频接触器定位销断裂以及因遮光板运动距离不足而导致的位置与状态控制失灵或效率低下。
3.1 射频接触器定位销裂断
当射频接触器处于正常工作状态时, 开关处于相应的位置 (B) , 在定位销的作用下, 遮光板开始运动并将光敏三极管挡住, 从而使得三极管正向电路难以接通, 此时, 与当前位置相平行的继电器吸合, 从而向发射机提供正确的射频接触器所控制的位置状态。一旦定位销断, 则挡光板难以遮挡住光敏三极管, 从而使得射频接触器本身的位置状态难以正确反馈给发射机, 但发射机射频接触器检测到此状态时, 其将难以启动。对产生此故障的原因进行分析如下:当合成器中的射频接触器处于不断切换状态时, 定位销和遮光板在相对运动中的摩擦力呈现出逐渐上升的变化趋势, 加之定位销的具体材质, 即铝合金, 进一步增加了定位销发生断裂的可能。在经过多次试验后发现, 无论在直径还是在硬度方面, 铜包钢馈线均要优于原来的以铝合金为主要材质的定位销的各方面性能, 故将其用来代替原来的定位销, 以达到降低射频接触器定位销发生断裂的可能[3]。
3.2 遮光板运动距离不足
DX600中波发射机合成器经常出现的另一问题是遮光板运动距离不足。由于运动距离不足, 使得遮光板无法将相应的光敏三极管全部遮挡, 在此情况下, 发射机中射频接触器所提供的位置状态反馈电路将出现较大偏差, 从而使位置信息的获取更加困难。对射频接触器的运行过程进行分析可知, 导致此问题的原因主要是遮光板自身的运动距离过长或不足。具体办法为, 根据实际需要, 对遮光板两端的定位螺杆进行适当调整, 使得发射机射频基初期在倒换前和倒换后, 遮光板均可以将来自光耦合器方面的光线进行遮挡, 以达到帮助电路正确显示出射频接触器当前位置状态的目的。
4 DX600中波发射机合成器维护时需注意的事项
对DX600中波发射机合成器进行维护时, 还需注意以下几点事项:1) 以月为单位, 对发射机合成器中的各个元件进行温度检查和测量, 特别需要对射频接触开关与接地开关之间连接的弹簧片的温度进行严格测量, 同时, 对发黑和打火等情况进行检查, 并以具体的工作需求为基准, 定期拆下簧片, 并对其进行彻底的清洁, 具体的清洁方法为, 先以细砂纸对其进行打磨, 而后, 将棉花蘸酒精后擦拭多次, 表面酒精蒸发后, 在簧片两侧涂抹凡士林;2) 加强对合成器各机柜的清洁。仍然以月为单位, 利用蘸过酒精后的棉花对各真空电容中的白色陶瓷部分进行擦拭, 值得注意的是, 要尽量避免以抹布对其进行清洁, 从而避免陶瓷表面有油质附着, 从而影响其绝缘度。此外, 对于发射机中的阻隔风机, 也需要定期对其进行仔细清洁, 对风机处于运行状态时所发出的声音进行判断, 一旦出现不规律的声响, 则需要采取相应措施, 如通过更换器轴承以达到消除噪声和提高风机效率、保护运行安全的目的。
5 结论
本文通过对DX600中波发射机的构成及其合成器的连接方式进行说明, 在结合DX600中波发射机合成器的位置检测和状态检测的基础上, 分别从射频接触器定位销的断裂以及遮光板运动距离不足等方面, 分析了此中波发射机合成器的常见故障以及故障产生的原因和维修办法。对DX600中波发射机合成器在维护时需要注意的事项做出了详细阐述。可见, 未来加强对DX600中波发射机合成器故障和维修的研究力度, 对于降低DX600发射机合成器故障发生的几率以及提高发射机本身的工作效率具有重要的作用和意义。
参考文献
[1]冯东亮.DX-600发射机合成器的EPLD分析与典型故障处理[J].西部广播电视, 2014, 10 (12) :126-127.
[2]贺强.DX600中波发射机的电源故障维护分析[J].无线互联科技, 2014, 7 (2) :111.
DX600中波发射机 篇4
DX型中波发射机是美国Harris公司生产的, 具有高效率、高可靠性、高指标、数字化和智能化程度高等诸多优点, 并且大量使用了可编程器件, 实现了发射机高水平的控制功能, 但由于其控制系统设计得过于复杂, 导致掌握发射机工作原理比较困难, 维护时难点多, 尤其在出现故障时, 很难判断是EPLD作为逻辑处理核心, 还是PLC作为逻辑处理核心, 造成处理故障时走弯路, 很容易造成长时间的停播事故。通过对DX-600水冷中波发射机PLC程序的分析研究, 对PLC控制系统的功能进行了总结, 化解了处理故障时出现的难点。下面对PLC控制系统的功能进行分析和阐述。
2 DX-600中波发射机PLC控制系统的结构
2.1 总控PLC控制系统的结构
D X-6 0 0中波发射机的总控P L C位于TCU机柜内, 该PLC使用Allen-Bradley SLC50 0系列5/0 4处理器, 它通过TCU、CCU PLC机架上输入、输出模块与TCU子机柜、CCU子机柜内的控制板通讯;通过扫描模块与3个PB-200 (功率单元) 以及水冷控制单元进行通讯;通过5/04处理器串口DH485与MMI (人机接口) 通讯, 显示发射机各部分的状态, 并接收MMI的操作指令, 其整体结构图如图1所示。
2.2 各模块的功能与使用型号
(1) 总控PLC各模块的功能及使用型号如表1所示。
(2) 每个PB-200单元内PLC各模块的功能及使用型号如表2所示。
5/0 4处理器经过多年升级, 分别有L542A、L542B、L542C三种, 其自身的操作系统也由OS400升级为OS401, 这三种型号的处理器均可满足DX型中波发射机的控制需要。5/01和5/04 CPU内被写入的程序和存储器中备份的程序是由工厂写入的, 其余硬件 (包括CPU模块本身) 均可在市场上采购到。在硬件设置方面, 扫描模块的设置可通过软件组态时, 对G文件进行设置满足要求, 直接通讯模块地址由拨码开关直接设置即可使用。
3 总控PLC控制系统的功能分析
通过对总控PLC程序的分析, 我们对总控PLC控制系统有了较全面的了解。系统内部的控制关系是:总控PLC控制系统直接与TCU子机柜、CCU子机柜、3个PB-200单元及水冷控制单元进行通讯, 将采集到的数据进行逻辑分析和处理, 再将处理的结果反馈到各个单元;可对故障信息进行锁存, 并按照故障处理类型对发射机进行关机、重新启动、过载、射频封锁、功率折降等相应操作, 同时将锁存的故障和各设备的状态通过MMI显示出来;操作人员对发射机的各项操作指令, 也是通过MMI送到PLC系统处理后, 再传送到相关的各个单元, TCU机柜内各个电路板上的EPLD仅仅是逻辑功能的执行器件, 而不是发射机控制逻辑的运算器件。
3.1 总控PLC控制系统的主要功能
总控PLC程序分为1个主程序和多个子程序, Harris公司对2000年后生产的DX型中波发射机的PLC控制程序进行了升级和改进, 其主要功能与本文所述内容相近, 分别叙述如下。
3.1.1 主程序
主程序完成DX-600中波发射机MMI上各控制软按钮对发射机功能的设定以及对各子程序的调用。软按钮对发射机的设定包括发射机本地、远程、扩展控制方式选择, 发射机开/关机和升/降功率控制, 故障复位, 射频源自动/手动, 伺服控制自动/手动与快速/慢速, 监测选择, 音频控制选择, 冷却系统开关选择, 合成器模式控制, 站台负载及测试负载控制等。
3.1.2 CCU组件通讯
CCU组件通讯分为读取数据和对合成器控制单元操作两部分, 图2为CCU组件与硬件通讯框图。
读取数据需要给出相应板卡的地址和数据内容的编码, 出于每个板卡的数据分类以及数据数量的考虑, 数据编码段包含了分类地址数据, 在读取数据期间, 地址段从O9:0输出, 标记为CA0-CA2, 编码段也从O9:0输出, 标记为AIN0-AIN7, 共11bit信号送到CCU控制板的总线EPLD, 对应板卡响应数据后, 将数据送到总线上, 作为DIN0-11共12bit数据, 通过CCU控制板I/O EPLD将读取的数据标记为DO0-DO11送入PLC的I8:1输入模块, 完成一次数据的读取, 在读取完成后, 对所有地址及数据清零, 为下一次的读取作好准备。
读取数据的过程, 以读取模式开关工作状态为例:C5:0.ACC=7时, 将地址段数据N10:6 (数据为1955, 二进制数据为0000011110100011) 经屏蔽字07FF (后10位为1) 写入O9:0, 屏蔽字为了保护传输有效, 防止误码而设定, 板卡地址为011, 分类地址数据为11110100, 在C5:0.ACC=8且C5:1.ACC=7扫描周期时, 读入I:8.1数据给N10:7, 数据内容为模式开关工作状态, 在C5:1.ACC=8时, 将N10:146 (数据为0) 经屏蔽字07FF将数据写入O9:0清除通道及底板总线, 其它的读取数据均与此过程类似。
对合成器控制单元的操作部分需要给出操作板卡的地址、指令及操作权限申请。因此与CCU组件通讯时的数据分为地址段、指令段、操作权限申请段。地址段从O9:0输出, 标记为CA0-CA2;指令段也从O9:0输出, 标记为AIN0-AIN7, 共11bit信号送到CCU控制板的总线EPLD;操作权限申请从O9:1输出, 标记为DI0-DI11, 共12bit信号送到CCU控制板的I/O EPLD, 在获得总线的权限后, 将指令段及地址段数据送到相应板卡执行操作, 在操作执行后, 对所有地址及数据清零。
以MMI操作合成器模式开关命令为例说明操作过程:在PB工作模式输入0.5s延时完成后 (B3:0/13=1) , 且计数器C 5:0.ACC=1, 将N10:10 (二进制数据为0000011110000011) 经屏蔽字07FF (后10位为1) 写入O9:0, 板卡地址为011 (对应的板卡是CCU的数字I/O板) , 分类地址为11110000, 将N10:11经屏蔽字07FF (后10位为1) 写入O9:1, N10:11的1、2、3位分别为操作3个PB-200辅助开关到测试位置数据, 最终作为对辅助开关进行操作的命令被执行, 在C5:1.ACC=1时, 将N10:146 (数据为0) 给O9:0和O9:1清除通道数据, 其它的操作均与此过程类似。
通过对CCU组件的通讯, 共读取开关量57个, 并在MMI对应位置进行显示。
3.1.3 TCU组件通讯
图3为TCU组件与硬件通讯框图。
在与TCU组件的通讯中, 与TCU子机柜内的各个板卡的读取和操作方式与CCU组件的操作方式类似, 在此不再重复叙述。该组件中, 扫描模块与3个PB-200单元和水冷控制单元也是通过类似总线扫描的方式完成数据的读取和操作功能, 只是采用的硬件不同而已。
3.1.4 变频器控制
DX-600合成器中安装的阻隔负载, 在正常状态下, 阻隔负载只消耗很小的功率, 但在PB-200出现故障时, 阻隔负载在较短时间内吸收很大的功率, 需要一个能够可变的强制风冷系统对其进行冷却。变频器本身具备15个工作状态, 在变频器上进行试验时, 读取的速度与工作状态对应数值见表3。
DX-600中波发射机正常工作时, 三台阻隔负载风机处于低速运转状态, 出现PB-200故障或切换并机状态时, 风机处于高速运转状态, 该部分子程序控制冷却风机, 通过N10:19赋予不同的值来改变变频器的速度, N10:19赋予不同数值所对应的转速见表4。
3.1.5 模拟数据的取样
该部分内容分在几个子程序中, 分别读取发射机整机的入射反射功率、扫描每个PB的入射反射功率、功放电压、电流、还包括伺服系统及阻隔抑制负载电流的模拟量处理等。此外, 还将取样的数据进行一定的加工处理, 比如:整机功放电压为3个PB的功放电压的平均值, 功放电流为3个PB的电流之和;伺服调谐实际位置如果和参考值相差超过25, 伺服调载实际位置与参考值相差超过35, 则会认为伺服位置错误;在出现主反馈故障时, 程序根据采集到不同故障的次数, 进行不同等级反馈下的功率衰减。
3.1.6 故障锁存
该部分对DX-600中波发射机共计104个故障状态进行锁存, 在程序中, 使用了OTL指令, 一旦出现这些故障, 就将这些故障状态进行保持, 同时在触摸屏上显示出来, 即使故障已经消失, 仍然能够保持故障的显示, 直到操作人员按下触摸屏上的复位按钮后才能清除。
3.1.7 DX-600中波发射机关机故障及射频封锁故障
(1) DX-600中波发射机关机故障
DX-6 0 0中波发射机关机故障包括合成器开关电缆连锁故障、外部连锁1故障、外部连锁2故障、合成器接地开关电缆连锁故障、CCU紧急关机、远程紧急关机、TCU紧急关机、合成器连锁主钥匙断开、反馈达到关机状态、顶部风量故障、底部风量故障、测试模式关机命令、站台负载连锁故障、子机柜通讯故障、冷却系统存在水漏故障等共15类。上述故障一旦出现, 发射机会立即关机, 并在MMI上保存故障指示, 待技术人员查看和处理。
(2) DX-600发射机射频封锁故障
DX-600中波发射机的射频封锁故障包括N-1模式下至少1个PB存在抑制电流故障、至少存在1个PB抑制负载温度过高故障、合成器模式开关错误命令被下达、发射机并行射频封锁、站台电弧1、站台电弧2、某个PB模式错误等共9类, 上述故障一旦出现, 发射机会立即执行射频封锁指令。
3.1.8 外电闪操作
主交流故障通过TCU接口板送入, PLC程序在出现主交流故障的信号时, 可记录当前合成器工作PB的数量、发射机工作的功率等级, 在重新启动程序后, 第一次执行程序时, 将记录的状态进行恢复, 从而实现无人操作下的外电闪恢复功能, 减少了对操作人员的依赖。
3.2 基于控制功能对故障进行分析和判断
DX-600水冷中波发射机使用了很多漏水检测器, 在每个PB-200单元内装有5只漏水检测器, 整流机柜内装有1只漏水检测器, 当漏水检测器没有检测到故障, 而是本身出现异常时, 也会使整机水冷系统停止工作, 发射机关闭, 造成停播事故。在故障处理中发现, 当整流机柜漏水检测器出现异常时, 只需要断开TCU钥匙盘中该PB的连锁钥匙, 合成器甩开该PB后, 水冷系统即可恢复工作;而PB-200单元漏水检测器出现异常时, 此方法失效, 必须断开该PB-200的低压电源 (CB1、CB2) 才可恢复工作。通过程序分析发现, 在TCU内, 处理从PB-200采集的漏水状态是两个数据位, 分别表示PB-200单元和整流机柜的漏水状态, 经过相或运算后, 关闭冷却系统, 同时给出该PB漏水的指示。当在整流机柜漏水检测器出现异常时, 断开连锁钥匙, 可以断开整流机柜的电源控制板中的低压电源, 使故障信号不起作用;而在PB-200单元漏水检测器出现异常时, 只有断开低压电源, 才可使整个PB-200漏水情况不能传送到TCU, 并由此可以恢复水冷系统工作。通过以上分析, 清楚了解了两种不同处理方法的原因, 针对此问题, 我们通过系统升级改进, 将两个故障的数据位分别显示在触摸屏上, 帮助维护人员判断故障的范围, 缩短了事故处理的时间。
3.3 控制系统功能的升级
在对总控PLC控制系统功能进行分析研究后, 我们又对该系统进行了功能升级, 先后添加了根据发射机播出运行图的自动开关机功能、自动升/降功率功能、自动实现节目和测试音周切换功能、读取PB-200单元LED显示板和电源显示板指示功能等;尝试将GE公司的QPI1100PB触摸屏更换为普洛菲斯公司的GP2500S触摸屏, 并重新开发了触摸屏的程序, 将显示界面改用中文显示;通过DH+接口, 将发射机状态数据采样至上位机, 开发完成了单机自动化系统, 实践证明, 上述的升级改造都取得了良好的效果。
4 结束语
DX600中波发射机 篇5
关键词：DX-600中波发射机,单PB上天线原理,设计方案,应用效果
1引言
我台DX-600中波发射机是从美国Harris公司引进的水冷式数字调幅中波发射机, 1999年投入试播运行, 2000年正式开播至今。该发射机应用了“智能化、数字化、自动化”等高新技术, 具有效率高、体积小、指标高、安全可靠、维护量小等诸多优点;它由数以万计的电子元器件组成, 全机没有一只电子管, 所有电子元件均采用了固态器件, 除晶体三极管、二极管、场效应管、集成电路、大规模集成电路、电阻、电容、电感等电子元件外, 还包括有PLC、EPLD、PAL、E2PROM等编程器件, 工作原理比较复杂, 每个环节都非常重要, 在发射机的维护上, 给我们提出了更高的要求。
开播至今, DX-600中波发射机出现的故障和异态有很多, 但经技术维护人员的努力, 基本都得到解决, 但是, 有些故障是由于发射机本身器件设计布局不合理造成的, 出现故障的几率比较大, 在实际运行中, 由于发射机集成度较高, 出现故障后, 不容易处理, 再加上没有备机, 往往会造成较长时间的停播事故。针对现有发射机的情况, 我台根据DX-600中波发射机的特点, 设计出了单PB (功放单元) 上天线系统, 该系统可以实现发射机3个PB中的任何一个都能单独上天线播出, 消除了发射机TCU、合成器等部分出现故障时, 会造成较长时间停播事故的隐患。
2 单PB上天线系统原理及设计
2.1 系统原理
图1为DX-600中波发射机合成器匹配网络, K1、K2、K3分别是PB1、PB2、PB3的辅助射频开关 (AUX CONTA CTOR) , K10、K20、K30分别是PB1、PB2、PB3的方式射频开关 (PB MODECONTACTOR) , N10、N20、N30分别是合成器PB1、PB2、PB3的90°相移网络, R1、R2、R3是阻隔电阻, π1是发射机的输出π网络, L1是测试网络, K0是发射机总射频输出开关。
我台发射机馈筒的输入阻抗和测试网络的输出阻抗均为75Ω, 每个PB的输出阻抗均为42Ω, 因此, 可以利用测试网络L1 (42/75Ω) , 实现单个PB上天线的阻抗匹配。
以PB1为例, 以粗实线表示PB1射频输出路径, 首先在A处 (DX-600中波发射机测试网络输出端口) 用馈管将L1网络与发射机总射频输出开关K0-3 (原馈筒接地端) 连接起来, 然后将K0由“READY”位置 (“1”位置) 切换到“EARTH”位置 (“3”位置) , 将单机输出经辅助射频开关K1、L1网络、K0-3与天线相连, 实现阻抗匹配, 达到单PB上天线的目的, PB2、PB3分别切换K2、K3位置, 可实现单独上天线。
2.2 系统硬件设计
2.2.1 射频通路的改造
A02机早晚时段为高功率播出 (600k W) , 如果此时主合成器内器件或板卡发生故障, 单PB上天线恢复播出时, 功率仅为200k W, 此时为劣播。为减少劣播的时间, 还应考虑到, 单PB上天线时, 能够处理相应主合成器内器件或板卡的故障。因此, 选择用馈管在合成器机柜外部, 将测试网络的输出端口连接到总射频输出开关K0-3的位置如图2所示。
考虑到3个辅助射频模式开关K1、K2、K3的散热问题, 分别在每个辅助射频模式开关旁边加装一个220V轴流风机。
由于本次改造将原本总射频输出开关K0-3位置的接地铜棒拆除, 将测试网络输出端口连至K0-3。所以, 在检修合成器时, 为了防止射频感应电压烧伤, 需要在K0-2位置挂接检修接地线。在单PB上天线, 对主合成器进行故障处理时, 需要在主合成器网络的近天线端挂接检修接地线。
2.2.2 控制电路的改造
在单PB上天线时, 我们需要解决的信号为射频信号、音频信号和24V联锁电源。其中, TCU机柜在合电的情况下, 可以正常给单PB提供射频信号、音频信号和24V联锁电源, 此时, 需要解决的就只剩下PB的控制问题了。
由于原机PB接口板上JP15连接跳线对地, 使PB接口板上U17-16、U17-13、U17-12、U17-9、U18-16、U18-13、U18-12、U18-9、U19-16发射极都被接地, TCU可以对PB进行控制, PB-LED板上的“远程/本地”开关S1, 不起作用;在本次改造中, 为实现单PB运行, 我们在PB接口板上的JP15处安装了一个跳线, 将JP16跳线拔掉。这样, 在我们将PB-LED板上“远程/本地”开关S1在“本地”位置时, S1-1与S1-2断开时, TCU对PB的所有操作指令将全部被屏蔽 (需针对3PB分别改造) , 将PB-LED板上的“远程/本地”开关S1放在“远程”位置时, TCU对PB的所有操作指令将全部恢复。
对于单个PB单元来说, 来自TCU的控制信号为:关机、高功率开机、中功率开机、低功率开机、升功率、降功率、射频封锁、远程故障复位、备用驱动链选择等。控制电路改造图如图3所示。
由图3可以看出, PB-LED板上“远程/本地”开关S1在“远程”位置时, S1-1与S1-2接通, +5V加到反相器U29的输入端, 其输出为低电平, 从而使PB接口板上U17-16、U17-13、U17-12、U17-9、U18-16、U18-13、U18-12、U18-9、U19-16均为低电平, 来自TCU-PLC的控制信号可以正常通过光耦U17、U18、U19输出至控制板;在PB-LED板上, “远程/本地”开关S1在“本地”位置时, S1-1与S1-2断开, S1-2与S1-3接通, 由于三极管Q1集电极为低电平, 使得反相器U29的输入端变为低电平, U29输出高电平, PB接口板上U17-16、U17-13、U17-12、U17-9、U18-9、U18-12、U18-13、U18-16等都变为高电平, 光耦不起作用, TCU不能正常对PB进行高功率开机、中功率开机、低功率开机、升功率、降功率、射频封锁、远程故障复位、备用驱动链选择操作。由于我们要使用TCU机柜来提供单个PB所需要的24V联锁电源, 但考虑到在倒换总射频输出开关K0时, 需要使用主钥匙 (MAINKEY) , 这将会使24V连锁电源断开。为防止24V连锁电源断开, 我们在倒换K0及需要打开主合成器机柜门处理故障时, 不动用主钥匙, 而使用备用钥匙进行操作。
3 单PB上天线的操作及其应用
3.1 单PB上天线操作步骤
下面以PB1为例, 说明单机上天线工作的具体操作步骤。
(1) 通过备份TCU触摸屏, 将合成器切换为PB1上假负载的工作模式。
(2) 使用备份的合成器主钥匙, 将发射机总射频输出开关K0由“READY”位置改为“EARTH”位置。
(3) 在发射机冷却系统控制板 (COOLING SYSTEM CONTROLBOARD) 上, 将S2 (远程本地控制开关) 由远程控制“REMOTE”改为本地控制“LOCAL”。
(4) 在PB1-LED板上, 将控制方式由远程控制“REMOTE”改为本地控制“LOCAL” (见图3) , 并按下开关/仪表板上的“高功率”按钮, 使单PB满功率运行。
3.2 实际应用情况
DX-600发射机单PB上天线系统在2015年8月完成设计、组装及调试工作并投入运行, 一年多来, 避免了较长时间的停播事故。特别是2016年PB1出现较大故障时, 单PB上天线系统及时投入运行, 缓解了机房的播出压力, 投入运行过程中无故障发生, 系统响应快、操作简单, 系统综合使用效果达到了设计预想, 充分保障了我台的安全播出任务。
4 结束语
以上介绍了554台自主设计开发的DX-600发射机单PB上天线系统, 这种利用现有发射机特点实现3个PB可以单独上天线的方式有明显的优势, 特别适合具有该机型的台站改造, 单PB上天线系统改造完成后, 促进了我台的安全播出工作。
参考文献
[1]黄河啸.DX-600发射机单机上天线工作解决方案.广播电视信息, 2007 (7) .
[2]何琳琳.DX-600中波发射机天线调配室网络的分析与改进.广播电视信息, 2015 (12) .
[3]户跃华, 黄河啸.哈里斯DX-600中波发射机调机过程.广播与电视技术, 2002 (10) .
DX中波发射机功放模块日常维护 篇6
放大器的基本原理
(1) 射频功放包括五个部分包括射频激励变压器﹑D类MOS开关﹑电缆连锁﹑栅极控制电路和保险故障检测电路﹑功放的冷却设备。射频放大器模块是一个D类工作状态的四边桥式状态组成的电路。
两路射频驱动信号经过保险F3、F4送到射频激励变压器, 输入为同幅度同相位的信号, 输入给不同的MOSFET开关幅度相同但是相位相差180°。
图1所示为RF功率放大器原理框图模块分为两边工作, 分别为A和B, 和合成变压器初级形成四边形桥式电路, A中包含了一对MOS场效应开关, 每个开关由两只MOS场效应管并联组成, 功率合成变压器串接在AB边中间。每个场效应管通过来自射频变压器激励信号开控制开通或关断。所以这些场效应管在一个周期里, 一半是开通的, 一半是截止的。当射频信号为正半周时0度A边的Q1/Q3饱和导通BQ6/Q8也导通, 相反A边Q5/Q7截止B边Q2/Q4也截止, 此时正半周输出矩形波电压为+V。当激励信号为负半周180度的时候则情况正好相反, Q5/Q7截止转为饱和导通状态Q2/Q4也饱和导通状态, 此时Q1/Q3转为截止Q6/Q8也截止, 输出波形也为矩形电压也为+V, 最后在合成变压器初级两端得到了两倍的电源电压。
(2) 开关控制信号控制H形桥式电路Q5/Q7, Q6/Q8。当接通/关断为高电平时, 此时模块关断;当接通/关断为低电平时, 模块接通。Q5/Q7, Q6/Q8既受激励信号控制, 也受开关信号控制。
(3) 电缆内锁是指线路板上单独接线与相应的接头在一起, 如果模块没有插入或接头没接触良好, 电缆联锁就开路, 就会出现联锁故障。
(4) 模块上的激励保险和电源保险是用来保护功放模块单位中的其他电路, 当保险出现烧断就会在电缆内锁上出现一个低电压, 此时保险故障检测电路就会检测到故障。
(5) 在正常载波的时候, 射放模块1~102开通, 此时每个模块输出为E, 射放模块103~220则关断状态, 此时射放模块103~RF变压器次级铜棒和天线串联在一起形成了负载, 就会消耗功率, 此时对103~220射放模块来说应该为射放模块1~102提供低阻状态, 减少不良影响。
(6) 场效应管选用的是由国际整流器公司生产的增强型场效应管型号为IRFP360。具有漏源极间并联反相二极管, 驱动信号简单, 同型管并联容易等特性。
故障现象及分析处理
当射频功放模块及相关电路有故障发生时, 此时PB中机柜LED显示板上DS6 (保险故障灯) 变为红灯, 按下恢复按钮无法恢复这时就出现了保险故障, 出现保险故障共有以下四种可能。 (1) 功放模块上有的保险出现了熔断, 主要是指250VDC或射频驱动保险。 (2) 保险板上有250VDC保险出现熔断。 (3) 功放模块上的射频驱动信号出现异常。 (4) 调制编码板或控制器上相关电路出现损坏或接触不良。
故障实例
结合我台实际情况来说明维护过程中所出现的一例故障现象, 对故障检查过程进行简单的说明。
故障现象
DX-600发射机开机后PB2面板LED显示板指示保险故障灯红灯亮 (DS6) 。
故障判断
PB功放模块保险损坏或250V大保险损坏, 打开机柜分别检查7块调制编码板上DS6和各机柜功放模块上的DS1﹑DS2是否为红灯, 如果模块由红灯, 则该模块损坏。若仅调制编码板DS6有红灯指示而功放模块无红灯指示则用三用表测量该调制编码板上测试点TP2﹑TP16﹑TP17﹑TP18的电平正常值为9.5V, 出现故障时电压为5.6V或更低, 若有测试点电平不对则该测试点对应的大保险损坏, 如果大保险损坏机器功率会下降20KW左右。
故障分析
经多次实践, 在更换模块后, 可以用示波器检查250V的射频放大器输出方波, 有的方波的波形不好, 它本身的功耗就大, 容易烧毁保险。特别是在夏天的时候, 在水路没有改造以前机箱温度可达到60度极易损坏模块。在水路改造以后, 机箱温度可以控制在40以下, 模块损坏的故障率明显下降。
还有一个比较特殊的情况就是CR25会引起保险和编码板连锁故障导致关机故障, 功放模块的CR25变值后, J2-9将有一部分电流通过CR25流经到地, 这样就相当于把正常状态在的J2-9处的电压 (正常为15VDC) 给拉低了, U34-7 U34-5上的电压也相应的降低, 从而触发保险故障和电缆连锁故障比较器, 使得LED板上的射频放大器保险和编码板连锁故障指示灯亮红灯。编码板连锁故障为关机故障, 是PB关机。查看调制编码板应该有发现DS6 (保险故障灯) 为红色, 可判断故障出现在这快调制编码板这是可以测量TP2﹑TP16﹑TP17﹑TP18的电平正常值为9.5V, 发现那个测试点电压就不正常结合兔子就可以判断是哪八块功放模块。可以将这八块功放模块换下进行测量。正常功放模块CR25用三用表电阻档20K正反相测量阻值大约为无穷和13K, 如果是异常模块会出现阻值变小。
功放模块的维护
在维护发射机初期, 功放模块损坏比较严重, 修复模块需要花费大量的人力时间和精力。通过摸索, 我们发现射频驱动电平过低以及在维修是不注意一些细节是造成损坏的主要原因, 因此规范一些措施, 可以提高模块的修复率, 并取得良好的效果。
1.可以用示波器对模块输入的射频激励波形定期进行测量, 对不符合要求波形的模块进行跟换。
2.定期对射频分配板、射频驱动电缆和合成母板插头连接线的接触是否良好。
3.定期查看驱动级电感, 查看三个PB的预驱动电流是否一致, 使功放级激励波形幅度基本一样。
4.检查功放模块散热片是否与水流铜排紧密接触, 这样才能确保功放模块散热正常。
5.在维修功放模块时注意以下几个方面:
(1) 在专门的维修房间能检修。
(2) 拿新的MOS管的时候, 手尽量不要触摸场效应管的三个电极, 最好要佩戴防静电手镯, 身上不要带有静电防止击穿MOS管。
(3) 焊接的电烙铁外壳必须有效接地。
(4) 在焊接MOS管时, 时间不宜过长, 一是防止mos管因过热而导致损坏, 二是防止将功放模块的电路板上的铜箔烧坏。5) 更换MOS管时, 必须将保险损坏的一边的4个MOS管全部换掉才能有保证。完成上述工作后, 更换损坏的保险并上级实验功放模块是否正常而且还要加音周实验才能确保正常。
结束语
DX中波发射机VSWR检测浅析 篇7
电压驻波比是行波系数的倒数【VSWR=电压最大值/电压最小值=Umax/Umin= (反射波振幅+入射波振幅) / (入射波振幅-反射波振幅) 】, 电压驻波比的值在1到无穷大之间。驻波比为1时, 此时网络完全匹配;驻波比为无穷大时, 表示全反射, 网络处于完全失配状态。
依据以上可知, 驻波比主要是表示馈线与天线匹配情形。只有阻抗完全匹配时, 网络才能达到最大功率传输。达到最大功率传输在高频发射中十分重要。在整个系统中, 发射机、传输电缆 (馈线) 及天线阻抗等都关系到发射功率的传输。
如果传输网络处于不匹配时, 发射机发射的电波将有一部分被反射回来。此时, 在馈线中就产生反射波, 产生的反射波到达发射机, 最终就会变为热量消耗掉。并且在接收时, 也会因为网络不匹配, 造成接收信号不好的问题。
在DX发射机中, 通过如下工作原理进行VSWR检测 (如上图) 。
当射频信号源终接到一个电阻性负载后, 在线路中的电压和电流应该是相位相同但是具有不同的幅度。
当此射频信号源被接到合适的终端时, 对于线路中的电压与电流所存在的那个相位和幅度的关系, 功放单元中的那些VSWR检波器就可以被平衡或者被“陷波”。
如图所示, 射频电压取样信号被加在VSWR检波器变压器的初级绕组的一端。此时, 取样信号的幅度由一个跨在一个电容变压器下半部分的可变电容来进行调整。
VSWR检波器变压器的初级绕组相反一端上加着射频电流取样信号, 此时电流取样信号出现在一个并联的L-C电路两端, 当改变这个电容值的时候, 就会改变这个取样信号的幅度和相位。
为了减小电流及电压取样信号间的相互影响, 初级绕组调谐在功放单元工作频率的并联谐振点上, 这样为两个取样信号提供一个高阻抗。
当功放单元正常调谐后, 通过一些调整后, 使得在检波器变压器的初级相反两端的射频电压达到等幅同向, 此时, 这个检波器就处于平衡了。此时, 在这个变压器中没有射频电流流过, 检波器的输出直流为0。
若负载电阻变化了, 电压与电流幅度的关系就改变了。若负载谐振情况发生变化, 电压与电流的相位关系也就改变了。
若取样的幅度和相位有一个变化了, 电流就会流经变压器的初级绕组, 在变压器的次级绕组中就会产生感应电压。此时, 全波整流器就会在相角检波器的输出端产生一个直流输出电压。此时就会产生故障信号输出。
2 VSWR TEST故障产生原因
在发射机的运行中, 由于外部的原因 (比如雷、雨等) 、网络失谐、馈线短路及发射机放电打火等异常情况发生时, 发射机会在瞬间产生驻波比保护。产生驻波比保护时, 控制系统将产生射频封锁, 以此对发射机进行保护。此时, 在PB中机柜的LED指示板上VSWR故障指示灯将变为红色。当产生VSWR TEST故障的情况有多种情况, 由于原因的多样性, 给判定VSWR产生的原因造成了一定的困难, 所以对于产生的原因及现象要有一定的了解, 以便更快的对发射机进行维护。产生VSWR测试故障的原因主要有以下几种。
1) 由机柜内弧光引起的VSWR检测故障。功放单元机柜内的弧光检测板对机柜在正常工作状况下, 机柜内的打火情况作出反应。当出现打火情况时, 弧光检测板将检测到, 并将输出一个网络VSWR故障信号。
2) 网络驻波比引起的VSWR故障检测。此类型主要由三种情况产生:按下输出检测板S1, 进行手动网络驻波比逻辑测试;匹配输出网络元器件异常, 使网络失谐时, 也就产生VSWR故障检测输出;匹配输出网络元器件异常, 使网络失谐时, 也将产生VSWR故障检测输出。
3) 天线VSWR引起的VSWR故障检测。此类型主要由三种情况产生:按下射频功率采样板S2开关, 进行手动的天线VSWR逻辑测试, 将产生VSWR故障检测输出;合成器输出匹配网络失谐或天馈线系统出现故障, 也就产生VSWR故障检测输出;天线VSWR采样电路或故障检测电路故障引起的VSWR故障检测输出。
4) 来自TCU的VSWR-H信号, 此信号将送给各PB单元, 对发射机进行保护。
5) 进行手动VSWR测试, 也将产生VSWR故障检测输出。
6) 当VSWR测试进行自检, 也将产生VSWR故障检测输出。
7) 发射机在进行升/降功率操作以及开关机操作时, 也将产生VSWR故障检测输出。
8) 当VSWR故障信号传输通路发生故障时, 也将产生VSWR故障检测输出。
3 结论
以上是本人今年来维护DX发射机时对VSWR检测的一些基本认识。以上认识还是比较粗浅, 在今后工作学习中还是要加以深入学习。对于VSWR检测的原理认识与故障情况总结分析有利于我们日常在维护发射机时, 更快更好的处理问题, 确保安装传输发射。
摘要：本文通过分析DX中波发射机VSWR检测的原理, 引起故障发生的可能情况等, 对发射机VSWR检测做初步的了解。以利于今后的发射机维护。
关键词：DX,中波发射机,VSWR检测
参考文献
DX600中波发射机 篇8
关键词：DX-400中波发射机,天线驻波比,网络驻波比,弧光检测
DX-400发射机是美国哈里斯公司生产的的全固态数字调幅中波发射机。其由两个DX-200功放单元组成。发射机运行时, 如果驻波比几乎等于1, 即馈线和天线的阻抗基本完全匹配, 此时高频能量全部被天线辐射出去, 基本没有能量的反射损耗;驻波比为无穷大时, 表示全反射, 能量完全没有辐射出去。每个PB都有一套相同的驻波比保护系统, 当驻波比超过一定的阈值, 即有过多的反射功率, 能量过多的损耗时, 发射机自我保护。这套驻波比保护系统分为两部分:天线驻波比保护和网络驻波比保护, 如图1所示。当发射机在运行过程中受雷击、天馈线系统参数发生变化导致发射机负载阻抗发生变化时, 发生天线驻波比保护, 当功放单元输出网络失配, 真空电容性能降低或检测到某个功放机打火等, 发生网络驻波比保护。
如图1所示, 射频功率取样板上的天线射频电压、电流取样信号和网络射频电压、电流取样信号经幅度、相位调节电路, VSWR校准电路和取样输入调谐电路连接到各自的检波器。天线驻波比的检波直流输出电压加到输出监测板天线驻波比比较器U18, 网络驻波比的检波直流输出电压加到输出监测板的网络驻波比比较器U17。当输出电压超过比较器的基准电压, 比较器输出高电平, 形成天线/网络驻波比故障保护信号, 发送到射频封锁逻辑电路, 发射机降功率或关机。上、下弧光传感器连接到它们各自弧光检测器和VSWR测试逻辑电路后连接到网络驻波比的检波器上, 因此, 打火故障都是按网络驻波比故障处理。
1天线驻波比保护
1.1天线驻波比电压、电流取样电路工作原理
如图2所示, 天线驻波比的射频电压取样信号经电容C6和C27、可选择接入电容C16和C21、可调电容C17和C26三组电容组的分压后, 通过天线驻波比调谐电路, 连接到T1 (驻波比检波变压器) 的初级绕组T1-2端。S4决定C21和C16是否接通, 粗调取样信号电压的幅度。可调电容C17和C26, 微调取样信号电压的幅度。
取自射频耦合线圈T4的天线驻波比射频电流取样信号, 经过驻波比校正跳线JP3和相位调节后, 连接到T1 (驻波比检波变压器) 的初级绕组T1-7端。S3和S6决定C8、C10、C12、C14是否接通, 粗调取样信号电压的幅度。可调电容C15和C25用于微调取样信号电压的幅度。
当发射机的输出阻抗与天馈线匹配时, 传输线上入射波很大、反射波很小, 行波系数大, 各点的电压与电流几乎同相位。射频功率取样板天线驻波比的射频取样电压与电流几乎同相位, 此时发射机正常运行。
如果天馈线与发射机输出阻抗由于雷电感应或者其他原因未得以匹配, 馈线上就有反射波存在, 驻波比变大。此时, 射频功率取样板的取样电压与电流相位不同。所以, 电流就会流过变压器 (T1) 的初级绕组, 在变压器次极绕组中感应出电压。于是, T1的次极与二极管构成检波电路, 产生一个直流输出电压。这个标志着天线驻波比的检波直流输出电压, 从射频功率取样板J3送至输出监测板J11, 如图2所示。
1.2天线驻波比保护电路工作原理
如图3所示, 天线驻波比取样信号经T1变压后直接通过R82、R83连接到比较器U18 (LM360) 的2引脚。当这个天线驻波比的检波直流电压超过U18-3基准电压时, 比较器U18-6输出高电平。该高电平一路经过U29、U14、Q23, 形成天线驻波比低电平检测信号;另一路通过触发器U24 (74C221) 送到可编程逻辑 (PAL) U26。对于单次驻波比超过阈值, J6-9保持4秒钟逻辑低电平 (由R66、R67、C76组成的定时电路) , 这个低电平脉冲使故障LED板上的VSWR测试灯DS21状态红色指示灯保持4秒钟;如果20秒内发生连续的驻波比超过阈值, U26将每隔4秒钟向控制板的功率反馈PAL U1发一组降功率数字信号, 最后到模拟输入板的U12执行降功率命令, 直到降为安全值为止。
2网络驻波比保护
如图3所示, 网络驻波比电压取样信号取自输出网络3C3、3C4, 加到输出监测板J10上, 经输出检测板的C4分压后送至变压器T2的7引脚。网络驻波比电流取样信号取自功放右柜的功率合成始端线圈1T3, 加到输出监测板J2上后送至变压器T2的2引脚.网络驻波比电路与天线驻波比电路基本相同, 主要监测输出网络系统是否正常, 各功放柜的馈线是否打火, 有无网络驻波比故障。当输出网络系统设备故障或者馈线打火造成网络失配, 发射机降功率或者关机。弧光检测器预警也会造成网络驻波比保护。
弧光检测器监视着功放机柜和输出匹配网络的工作情况, 一旦发射机馈管出现打火现象或者电路板、元器件等出现燃烧发光现象时, 弧光检测器工作。若对打火或者燃烧现象不立即制止, 将会造成更大更严重的损失。因此, 为了保护设备的安全, 在发生打火时, 应暂时关闭发射机。所以, 在中、右、扩展柜、匹配柜中安装弧光检测器 (注:中柜的弧光传感器有两个光传感头, 分别检测中柜和左柜的弧光) 。如图四所示, 弧光检测器主要元器件是光敏电阻, 光敏电阻当监测到打火 (弧光) 时就会导通, J1-5与VCC导通, 形成打火故障信号, 即高电平, 并发送到输出监测板。输出监测板接收到打火故障信号, 连接到电压比较器U9 (LP338) 的负极端。因此发生打火时, 比较器的负极端电压变为高电平, 高于比较器的正极端电压, 输出一个逻辑低电平, 经过一个反相器后输出到VSWR测试网络, 相当于出现了一个VSWR动作。
3典型故障实例分析
3.1小动物误入扩展柜合成棒遭到电击引起的驻波比保护动作
[故障现象]:发射机DX-400在运行时, PB1发射机DX-400在运行时, PB1突然出现驻波比保护后关机, LED面板驻波比故障指示灯DS25亮红灯。发射机自动重启还是驻波比故障保护, 变成PB2单独播出。PB1内传出浓焦味。
[故障查找与排除]:首先考虑到有动物蛋白质烧焦异味, 应该是小动物爬到PB1合成棒中遭到电击打火导致的驻波比故障。依次打开功放单元机柜, 初步判定哪个机柜的异味最重, 并观察各个机柜内功放模块指示灯指示情况, 因为小动物在合成棒内烧焦很容易引起附近的功放模块损坏。最后判定扩展柜内异味最重, 而且该柜内的A1功放模块指示灯亮红灯。打开扩展柜后门, 依靠手电筒仔细查找, 在合成棒中段发现一烧干的小壁虎。用镊子取出。清扫干净, 确定没有其他异常后关门。更换功放模块, 确定PB1指示都正常后试机, 正常工作。设备倒换到并机模式, 开机, 发射机正常播出。
3.2天馈线馈线和地线短路引起的驻波比保护动作
故障现象:梅雨季节时期, 多雨空气潮湿, 节目传播过程中, 多次出现驻波比故障, 两部PB反复开关机。
故障查找与排除:考虑到是两部PB同时出现驻波比故障, 故障肯定是出在合成输出网络公共部分, 检查发射机合成网络柜各个元器件, 未发现异常, 排除机房内故障。巡视天线场地天馈线, 发现在主馈线的几根支柱上的隔离馈线和地线的陶瓷绝缘子有明显的打火现象, 时不时的闪着电弧, 火线零线瞬间短路瞬间开路。检修时用酒精擦拭掉绝缘子表面灰尘。再遇上雷雨天气, 发射机基本不再出现此类驻波比故障。
3.3输出网络柜的元器件损坏引起的驻波比保护
故障现象:发射机在运行过程中, PB1出现驻波比故障指示灯亮红灯, 发射机降功率播出, 重新开成高功率, 又自动降功率。
故障查找与排除:打开发射机左柜, 观察输出检测板上的网络驻波比灯DS3, 当发射机开到高功率时, DS3灯会亮。在低、中功率发射机能正常播出, 在高功率的时候发射机发生驻波比故障。首先弧光检测器没有亮灯, 则排除打火现象造成故障;其次在低、中功率时, 发射机能正常播出, 也排除了输出阻抗不匹配造成故障;最后考虑输出网络元器件处于损坏的临界值状态, 检查各个元器件是否损坏, 测量元器件的各项指标, 发现是磁片电容C2耐压值偏低, 更换电容, 试机, 发射机恢复正常运行。
4结语
驻波比保护的原因有很多, 有天馈线系统失配, 输出网络阻抗失配, 机柜器件打火, 驻波比检测电路问题等, 其中天线驻波比和网络驻波比是DX发射机系统安全保护的常见保护手段之一。严重的驻波比故障还会引起长时间的停播。通过对不同现场的分析排查, 平时定期进行手动驻波比测试, 保证发射机设备安全和减少停播。
参考文献
[1]广播电视发送与传输维护手册DX-400KW中波发射机[z].2000