引言:语音及可视终端新媒体的大量涌现,对中波广播产生了巨大挑战,然而,广播电视作为党和政府的喉舌,其舆论导向的权威性是不容挑战的。近年来,国家和省属广播电视机构完成了机构设置与改革,强化了播出单位的职责,要求各广播电视转播台、发射台必须实现“三满”播出,中波广播发射机,在这种高强度的“三满”播出工况下,加强发射机的维护显得尤其重要,为此,引出本文,供大家参考。
目前,各大型中波发射台均已实现了发射机的迭代更新。数字调幅全固态中波广播发射机简称 DAM中波发射机。由于 DAM发射机整机实现了集成化、固态化,更是用运了数字化归一化编码产生的音频信号码流控制合成了射频调幅包络信号,这种先进的调制方式,具有整机效率高、电声指标好、工作稳定可靠、保护功能齐全和故障显示功能完善等众多优点,10Kw以上功率发射机都以DAM发射机为主流播出设备。
一:DAM发射机的工作原理简述:
将音频信号通过A/D数模转换,数字化形成具有音频特征的二进制码流,通过双重编码形成归一化的“1”和“0”的控制信号,用这种实时的控制信号,去控制高频功率单元即功率模块的“闭合”和“断开”,多个射频功率模块,在这种具有音频特征的二进制信号“1”和“0”的控制下,合成了具有阶梯失真的包络调幅信号,这个信号通过发射机末级功率输出网络的滤波还原,形成了人耳分辨率大于212的传统包络调幅信号。50Kw发射机组成框图如下图。由图可知,DAM发射机的基本组成部分是:电源部分、音频部分、射频部分、控制部分。发射机的维护与故障的划分处理,基本围绕这四部分进行,各个区块有各自的维护特点。1.1.电源部分维护的重点是:±8v, ±22, +30v,+60v,+115v,+230v。
这8个基础电压的产生电路,还有各个功能板所需要±5 V 、±12v、±15v、以及调制编码板所需要的的-B电压和+B电压。前面的8个是基础电压,特点是电路具有独立性、大电流。其余各功能板所需要电压基本统一由直流稳压板A30产生,以及各自功能板产生。
1.2.音频部分的维护重点是:音频的传输环节、模拟输入板、A/D转换板,这些板子上的自产电压以及由其它板子上提供的电压是否正常?各节点的波形是否正常?音频处理环节的集成电路NE5532常有损坏,注意更换。
1.3.射频部分维护重点:主要是射频推动级、射频分配器与功率合成网络、调制编码器。射频推动器主要是功率模块的维护,推动合成网络上的各插接件接触是否良好,其对应功率模块的效率线圈焊接是否牢固,线圈有无扎间短路。推动级的功率模块故障率相对比较低,个别的损坏和末级功率合成网络中的功率模块维护一样。末级功率合成网络的维护是发射机射频部分维护的重点,这部分电路,由于是射频工作环境,大电流,高电压特点,故障率比较高,经常有功率模块损坏,功率模块金手指与合成木板插接件接触不良造成的电缆连锁故障,模块金手指和对应的模板插接件烧坏,以及合成木板上+230v电解电容爆裂、少数情况下模块对应效率线圈脱焊、扎间短路。由于DAM发射机功率模块是由IRFP场效应管组成,场效应管的特点是电压驱动型器件,其栅极有超过容许范围很小的电磁脉冲滋扰,都会造成功率模块的损坏,特别是当末级功率输出网络(俗称槽路)失谐、天线有雷电、瞬间发射机断电、过调幅保护关机、3Φ380v交流外电过高或偏低造成发射机“过激励”或“欠激励”保护关机时,发射机有随机或者较多的功率模块损毁。
功率模块的桥式功放,都是通过高频激励变压器,2场效应管并联,然后与对应2管串联,再与其余4管形成推挽工作,如果有一个臂的一只或者2只场效应管损坏,更换时,以一臂4个场效应管用全新管子更换为宜,因为,一个场效应管子损坏时,相邻的管子有源-栅开路、源-漏极热短路问题,这种故障在模块板冷状态下,在线测量时是测量不出来的,所以需要更换相应故障一臂的4个场效应管为宜。
更换成效应管是一项很严谨的维修过程,必须戴线手套,焊接前人体先行放静电、焊接时拔掉烙铁电源,焊接顺序是先源后漏,栅极关门的顺序,场效应管与散热片之间的绝缘垫必须无破损,无金属渣粘在绝缘垫上面,管子的焊接应该是间隔管脚、有间隔时间焊接,这点非常重要,否则,当管子焊接在线路板上后就已经是坏的了。模块中高电位端的4个场效应管,漏极上的磁环不能丢失,这个磁环在调幅功率产生,或者是发射机开关机时,对场效应管起阻尼保护功能,这里的磁环缺损,都会加速其中场效应管的损坏。场效应管与散热片之间必须均匀涂一层导电绝缘硅胶,否则,由于散热不均匀都会加速场效应管的损坏。
1.4.控制部分的维护重点:一般要注意发射机瞬间掉电、发射机过流、过压保护关机时,锁存器记忆留存的假故障,这种假故障面板有显示,不能开机,处理的要点是,重新断合一下低压开关,使锁存器清0,发射机就能正常加高压了。控制部分维护的重点二,各个按钮开关、运行时间长了,内部触点有接触不良的现象、各转接线插排接触不良,排线接头压接处有断线等故障,适时调整各试验保护点保护值。
二:DAM 发射机的同一性维护:
DAM发射机的日常维护工作也称为预防性检修,其目的是通过检查及时发现发射机的异常状态,消除故障隐患,确保安全播出。
维护工作贯穿整个工作的始终,其内容包括:
2.1.开机前、关机后的检查。开机前检查发射机各功能开关和按钮是否在正常的位置,各功能指示是否正常,天线转换开关是否在发射天线位置,音频信号是否正常;关机后对发射机各大电流接点、大功率器件进行摸温(放电后),检查高频部位有无放电打火的痕迹。
2.2.发射机运行中的监听,巡视和抄表。对正在运行中的发射机,观察发射机运行时有无异常响声及异常气味,各表值是否在正常范围内,各种指示是否正常。周期性检修,可分为周检、月检、季检、半年检和年检,以每周二下午停机检修为主。检修工作主要是清洁发射机箱内元器件、PCB 板灰尘;检查各元器件有无变色、变形,插接器件管脚、接点有无氧化、脱接,点解电容有无漏液等现象;大电流接点的螺丝、螺母的紧固;保险管座与保险管接触是否良好;风机、继电器,接触器等器件的定期保养;发射机指标的测试、各项保护性试验和高频接地电阻、工频接地电阻和保护接地电阻的测试。
2.3.临时性检修。在一些重大节日、重大事件安全播出保障期前安排的检修,发射机出现大型故障后的检修等,检修内容除了其特殊性以外,可根据需要结合周期性检修的内容进行。
三:DAM发射机的特性化维护:
DAM发射机采用了数字调制、功率合成、计算机控制等新技术,在电路中运用了大量的数字集成电路、场效应管、接插件、PCB等弱电压器件,对防尘、防潮、环境温度的要求较高。为此,其检修周期时间的长短应结合发射机的维护保养说明,依据台站的实际情况和发射机在运行中出现的问题,借鉴兄弟单位的经验,制定出合理的检修周期。为了防止在检修中出现漏检或重复检查,将全年周期性的检修内容制成检修卡片,统一安排好每周检修日的检查、维护内容。发射机各功能电路板之间都是用接插件进行连接,如果检修过勤,经常拔动接插件极易造成接插件内的簧片疲劳、弹力降低、接触松驰,使触点接触电阻增大,引发故障。
1.首先,应注意原始数据的积累。在 DAM 发射机投入使用后的一段时间内,记录发射机在正常工作状态下的各种技术参数、数据,如发射机的表值;各电路板上开关、跳插线的位置,机内各检测点的信号类型、波形和数值。定期维护时测量各检测点的电压、波形等,并与原始数据进行比对,如相差太大就需查找原因并及时处理。
2.要根据气候特点,对发射机进行相应的维护和保护性试验。如在梅雨季节前应清扫PCB板上的灰尘。秋季阴雨气候比较潮湿,灰尘的集案极易使 PCB电路板短路,特别是要注意清洁末级功率高频网络器件如陶瓷调谐电容、瓷片电容表面的灰尘,潮湿严重时要用水风机热风干燥处理;要在夏季高温来临前清洁功放模块的灰尘,灰尘过多会影响功放管的散热性能,容易造成因功放管过热而烧毁;在雷雨季节前进行发射机的天线驻波比、网络驻波比保护性试验,对接地电阻进行检测,天线放电球距离的调整,以防保护功能失效而造成机器损坏,
四:发射机的故障检查与处理
DAM发射机出现故障后,要根据故障的现象及故障显示报警的部位进行分析,检查和处理。故障排除后,应及时对故障产生的原因及故障的特点等进行分析、讨论,制定出预防此类故障的措施,并将故障现象,检查分析过程、处理程序,预防措施等归纳并记录到故障记录本上,不断提高处理故障和预防性检查的能力。
1、DAM发射机的故障主要由以下原因引起。
(1)是发射机本身原因引起的,如元器件损坏、元器件参数发生变化、接触器触点接触不良、插接件针脚氧化,接触不良等。
(2)是由于检修维护不到位或因操作失误产生的,如器件焊点接触不良、灰尘过多造成元器件因过热而烧毁等。
(3)是由外界因素引起的,如雷击引发的故障,气候原因引起的天线阻抗变化等。
(4)外电闪络、发射机瞬间过流、过压造成发射机各功能板故障锁存器未能及时清“0”,留存假性故障现象。
(5)100KW机控制部份采用预先设定的程序控制,程序出现错误也会使发射机不能正常工作。
2、根据发射机的故障产生原因和故障现象,分为硬故障和软故障。
硬故障的主要表现为:当发射机出现故障后,其故障现象稳定,显示单一化,重新开机后,故障依然存在。显示板故障指示灯锁存显示,按复位键不能复位。此故障一般是由于元器件损坏,接点、焊点、触点或连线断开而引起的。硬故障规律性比较强,比较容易查找。
软故障的主要表现为: 发射机有时能正常工作,有时不能正常工作,时好时坏,具有较强的随机性和隐蔽性。这种故障处理起来比较麻烦,应根据故障现象仔细地进行分析和检查。这种故障接触不良的可能性较大。这类故障,判断出故障大致部位后,先用外观检查法对故障部位进行检查(外观检查法能准确地找出部分故障元器件,快速修复机器),即一听、二嗅、三看、四摸。听机器内部有无异常响声,如打火声、播出信号明易失真等;嗅异常气味,如:烧焦的元器件或电容器漏液时电解质发出的气味等;看故障部位元器件有无打火、破裂、变形、变色、断线、保险管烧断、电容器漏液等异常现象;用手摸故障部位元器件、接点、焊点等有无过热现象( 要在停机并放电后进行操作)。经过上述检查,可有以下发现:
发现故障部位有断线,元器件因接线端接触不好造成的打火、变色或者接点,焊点、触点接触不良的现象。其处理方法较简单,连接好断线、拧紧接点、焊好焊点、处理好元器件接线端和触点,即可修复故障。
发现元器件温度过高或烧毁、保险管烧断等现象。元器件温度过高或烧毁一般是由于电流过大,直流工作电压或激励推动信号异常引起的。可以先采用电阻法测量其负载电路有无短路,确认负载电路正常后,再用电压法检查其直流和交流工作电压是否正常、确认负载电路和电压都正常后,才可判断故障是由元器件引起的。这时应立即更换元器件,以免扩大故障。
3.维护工作中应注意的问题
(1)应注意原始数据的积累。记录发射机在正常工作状态下的各种技术参数、数据,如发射机的表值;各电路板上开关、跳插线的位置,机内各检测点的信号类型、波形和直流电压数值。定期测量各检测点的电压、波形等,并与原始数据进行比对,如相差太大就需查找原因并及时处理。
(2)应注意同一故障重复出现的问题。故障修复后又重复出现,这时一定要仔细检查并认真分析故障产生的原因,是由于元器件质量问题引起的,是激励信号问题引起的,是属于电路设计上的问题,还是因检修维护不到位而引起的,要开拓思路,不断探索,最终找到解决问题的方法。如果是元器件的质量问题就更换性能好的元器件;是激励信号的问题则用示波器测其波形幅度和相位,找出原因;是电路设计上的问题,可通过更改电路来解决,特别是,当发射机末级功率输出网络某环节器件屡次烧坏时;应仔细检查原因,判断是电容的耐压不足?真空器件漏气?是大电流节点处螺丝松动原因造成的?还是器件参数选择不当,造成阻抗不匹配或者失谐?针对此类故障,确保器件的耐压和整个网络的谐振、内部各环节的精准谐振特别重要:如果是因为检修维护不到位而引起的,应及时调整检修方法和检修周期, 消除隐患。
(3)出现元器件烧毁、保险丝烧断时,不能贸然更换器件。应检查发射机负载、外围电路有无短路现象,供电电源是否正常,激励信号是否符合要求,确认无误后才可进行元器件的更换,否则极易造成元器件的再次烧毁。
参考文献:
【1】曹金泉等编著的DAM、PDM中波广播发射机的原理与维护
【2】DAM广播发射机的原理与维护白皮书2002年
【3】100KW DAM广播发射机说明书及相关资料