TSD-10中波发射机缓冲放大板的故障诊断和典型案例分析

发表时间:2020/10/14   来源:《科学与技术》2020年第16期   作者:郑作斌
[导读] TSD-10中波发射机缓冲放大板作为DAM发射机高前级的第一级放大部分,是高频通路中信号放大十分重要的环节。
        郑作斌
        福建省广播电视传输发射中心    福建福州     350001

        摘要:TSD-10中波发射机缓冲放大板作为DAM发射机高前级的第一级放大部分,是高频通路中信号放大十分重要的环节。
关键词:中波发射机;缓冲放大板;故障诊断
        一、引言:
        为实现中波发射机“三满”播出要求,发射机各个工作部件必须时刻运行在最佳工作状态。当发射机监测系统监测不到缓冲放大板输出的高频信号,或者信号幅度过小,则面板的“缓冲”指示灯会变红,同时发射机将产生关功放故障信号,由监测显示板A32送到调制编码板关闭所有功放,发射机无输出功率。
        二、高频前级工作原理
        10千瓦数字式调幅中波发射机包含音频通路、高频通路、功率合成以及输出网络。
        (一)缓冲放大板的电源电压
        缓冲放大器的电源电压为+30V,由发射机低压电源供给,该电源通过驱动合成母板A14三个并联的82Ω /2W电阻送至本板后,先经过1A保险丝F3,当F3熔断时,红色LED指示灯VDS3会有红灯指示[1]。缓冲放大板的原理图如图1所示。

                          图1 缓冲放大板原理图
        
        (二)第三级高频放大器(V3和V4)
        本级由2只场效应管串联组成半桥式功放。两只场效应管栅极驱动信号相差180°,V3和V4轮流导通,本级的输出在0V和+30V电源电压之间变化。VD3和VD4为背对背稳压二极管,保护场效应管栅极,防止瞬时过压,在每个方向上击穿电压均为18V。R6和R7串联在场效应管栅极电路中,用以防止寄生振荡。该级输出的方波信号通过宽带耦合网络送出23Vp-p近似正弦波的射频驱动信号,作为前置放大级的驱动信号。
        (三)缓冲放大板高频传感取样
        状态面板上“缓冲放大器”LED指示灯的驱动信号是由推动合成母板上的检波器和A32指示单元板上的逻辑电路提供的。正常时发光二极管VDS1、VDS2被保险丝短路,当前置驱动A半桥或B半桥故障而导致保险丝断掉后,电源电压通过限流电阻加到发光二极管上,二极管红灯亮,以指示故障部位。
        三、缓冲放大板故障诊断
        缓冲放大板故障可通过监测显示板A32上的“缓冲” 指示灯进行判断,如果“缓冲”红灯亮,发射机将产生四类关功放故障保护信号,发射机无功率输出,检查缓冲放大板上的三个供电保险丝指示灯是否亮红灯,如果损坏则进行相应的保险丝更换。如果没有红灯亮,故障检修最简单的方法也是用备份缓冲放大板将其换下试之,能快速判断故障发生在缓冲放大板或在其他电路。
(一)缓冲放大板自身故障
        如果更换缓冲放大板后故障排除,则故障确定在本板,检查本板上是否有过热元件或者有印刷覆铜板损坏,检查三级放大的电路的相关元件是否损坏,特别是第三级放大电路的两只场效应管是否损坏,背对背稳压保护二极管是否损坏。如无发现异常则在路测量缓冲放大板的输入射频激励信号是否正常,三级放大后的驱动信号是否正常,缩小故障查找范围。
(二)供电故障
        +30V电压通过低压整流后送到驱动合成母板,检查板上的+30V供电是否正常,若不正常则查找低压整流电路。前置驱动板供电由母板上跳线选择+30V供电或者+30V ~+60V供电,通过调整位于非联锁机箱右上方的电阻R1可调整前置驱动板的供电电压,从而改变前置驱动板的驱动幅度。位于母板上的前置驱动板以及三块驱动放大板的开通电压-8V由低压整流供给。查看母板上这几路供电是否正常,如不正常则排查相应的低压整流通路,如正常,则对板上的分压元件等进行排查。
(三)检测电路故障
    如果发射机正常工作,只是“缓冲” 故障指示红灯亮,则排查相应的故障检测电路,检查母板到显示板的接插件是否接触不良,监测显示板上的比较器门限是否过高,检查母板上的检波电容是否漏电等。
        四、典型案例分析
        (一)故障现象
        TSD-10发射机控制监测器面板“缓冲”红灯亮,发射机不能正常开启。连续两块缓冲放大板出现此类故障。
        (二)故障检测及分析
        缓冲放大板的低压电源+30VDC由驱动合成母板上的三只并联的82欧姆限流电阻通过印版插槽接到缓冲放大板熔丝F3(1A)给缓冲放大板供电。当F3开路时,对应的VDS3就会点亮,通过机柜正面联锁门上的LED显示孔可以观察到。通过观察,VDS3并未点亮,拆下检测,F3也并未熔断。更换其他发射机上的缓冲放大板进行测试开机,故障排除,说明故障点在缓冲放大板。测量A14驱动合成母板J4-9脚的缓冲放大器射频取样信号低于6V,说明缓冲放大板输出的射频驱动信号异常。测量A14驱动合成母板J4-2脚的+30V直流电源的测量值为23V。正常缓冲放大板该测量电压为25V,说明+30V电源端在加完负载后的实际测量值为+25V。关掉低压电源,拔出故障缓冲放大板,目测缓冲板无明显的虚焊、打火、烧焦、变色的现象,分压电阻R21、稳压管VD5发烫,用电阻档测量分压电阻R21以及稳压管VD5的正反向电阻未发现异常。
        具体实验步骤:
        1、改变可变电阻,输入到熔丝端的电压达到接近30V时,发现分压电阻R21和稳压管VD5发烫。断开试验电源,用万用表测量稳压管VD5的正反向电阻,在正常范围内。在路工作过程中稳压管发烫,说明流过稳压管的电流过大,超过管子的耗散功率。原机稳压管的型号为IN4744A,其稳定电压范围为14.25V~15.75V,稳定电流IZ为17mA,最大稳定电流IZM为61 mA,额定功率为1W, 说明只要经过稳压管的电流超过61 mA,稳压管所承载的功率就会超过最大耗散功率。稳压管在持续的过载工作状态下,造成软击穿,严重时可能造成永久损坏。在稳压管软击穿状态下,缓冲放大板的第一级和第二级放大电路供电异常且限流电阻R21也发热严重,不能正常放大来自激励器的高频信号,缓冲放大级的射频取样信号过小,导致缓冲故障红灯亮,发射机不能正常开机。
        供给缓冲放大板的固定+30V电压在经过低压整流滤波后未经过稳压电路供给缓冲放大板,当+30V电压过大时,将会造成经过稳压管的电流加大,超过稳压管的最大稳定电流,加大稳压管的耗散功率,使稳压管出现软击穿现象,造成激励信号不能正常放大。所以在夜间市电过高或者稳压柜调整不当时,会导致输入缓冲放大板的+30V电源超高,电压过度波动造成稳压管工作异常。
(三)故障处理
        更换同型号的稳压管后,发射机可正常工作,关机拔出缓冲放大板,未发现稳压管发烫。因发射机本身对该部分电路设计的冗余度不够,激励丢失就会造成元器件超负荷工作,为安全工作起见,在稳压管两端并上同型号的稳压管,以此来吸收因电压波动或者负载电路阻抗略微改变造成的过大的工作电流。并联二极管主要起到分流作用,减小单只稳压管的耗散功率,即使其他两路的支路电流在小范围内波动,也能够保护稳压管工作在额定的工作电流范围内。将改造后的缓冲放大板放到发射机上进行试验,发射机工作正常,稳压管的工作温度在正常范围内。
        五、结束语
        本文详细介绍了TSD-10中波发射机缓冲放大板的工作原理以及故障诊断技巧,并对具体的故障案例进行具体分析,对该种机型的维护具有直接的参考意义,为同类型的机障排除争取宝贵时间,为和谐“三满”播出提供坚实的技术保障。
        
        
参考文献:
[1]张丕灶,刘峰,刘传忠,张建安,张海樱,王亚坤.数字式调幅中波发射机[M].
[2]TSD-10中波全固态数字调幅发射机技术说明书[M]. 上海明珠广播电视科技有限公司.

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