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【摘要】新型固态调频发射机是一种将音频信号进行信道調制、功放放大然后通过天馈系统辐射的工作设备，目前广泛应用于我国各级广播电视台和传播中心。本人从事多年广播电视发射的工作，在此以本中心调频发射机为例，从调频发射机的系统组成、激励器和功放的工作原理介绍方面入手，浅析固态调频发射机的日常故障现象、成因、以及处理方法。
【关键词】新型固态发射机;系统原理;故障分类;过激励
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.04.020
1. 新型固态调频发射机的系统概述
1.1 固态调频发射机硬件部分的组成
系统硬件部分 ： 主备激励器、前级分配器、1800W射频功率发大器、末级合成器、主控单元、电控单元、风机冷却系统、电源模块单元、定向耦合检测单元如图1。
1.2 系统的工作原理
音频信号进入激励器进行信道编码、音频调适、频率搬移、初级放大后经前级三分配，经过功放单元的逐级射频放大合成后经过低通滤波器通过天馈发射出去。在整机检波部分中输出/反射功率取样信号通过正向、反向检波线进入检波板后，经检波成直流电压，经缓冲放大后分别送AD采样芯片与最后输出加法器输出。采样值由ARM芯片做频率校正运算通过输出DA后送到加法器。由运放构成的加法器将直流电压信号，送到主、备激励器，用于整机实现ALC环路控制功能、VSWR保护功能。另外由末级功放故障产生的保护信号也送到加法器，提高加法器输出电压，来降低激励器的输出功率从而实现功放的故障保护功能。另外频率校正数据信号通过CAN总线送到主控板，用于输出与反射功率输出指示;
在双激励器配置的设备中，主、备激励器RF取样信号通过激励器主备检波线送入检波板，经过经检波、放大、比较等环节转换为控制信号，可以将激励器的互锁接点的4V（低电流）以上的高电平拉到近似0.2V左右的低电平，完成激励器“互锁”功能。即在激励器输出功率大于某一值时，同一时刻，只有一个激励器有RF输出，保证主、备激励器不能同时将激励功率叠加后给到末级放大器，造成功放过激励，功放损坏。当其中一工作激励器出现故障后，另一被锁定的激励器将被解锁输出射频功率，从而实现激励器热备份功能。通常设置主激励器参考点要小于备激励器，参考点的设置与激励器输出功率相关。
2. 新型发射机故障常见故障现象处理方法
2.1 发射机的常见故障：
〖异常〗设备的工作状态点（如功放晶体管电流）不在正常的范围内，但又不至于影响其正常工作的状态，这种状态在计算机监控软件中会自动提示并记录。
〖报警〗设备的外界工作条件不满足其工作要求，如“无音频输入”、“天线驻波比高”等。
〖故障〗设备自身的不正常状态，如“功放过激励”缺相等。
〖报警〗和〖故障〗 ，控制系统将自动启动故障处理程序并发出报警提示值班人员。
系统处理的故障有以下几项：
激励器单元：无音频、天线高驻波、本振源失锁、激励器小功放电流不正常、微处理器失效。
功放单元：功放过激励、过热和过载。
AC380V缺相。
开关电源：交流欠压、直流过压、过流和过热。
“报警”、“自适应调整输出功率”和“关闭射频输出”以避免故障蔓延，是监控系统进行故障保护的主要措施。
2.2 常见故障具体现象与处理方法
2.2.1 现象名称：整机过载
指示状态：激励器输出功率降低、功放过载（HIGH VSWR）指示灯亮;主控单元液晶控制屏显示“驻波高于1.5”，同时显示为红色字体。
典型现象：
激励器模块输出功率降低，根据功放过载保护数量不同，输出功率分别降低为，发射机额定功率的1/2、1/4、甚至无输处功率为零。
处理方法：断开空气开关，检查发射机低通滤波器与天馈系统之间的硬馈是否发烫、是否连接良好，有测试仪器使用扫频仪或天线测试仪测试天线指标，单独天线指标一般在1.10以下，如果连接有多工器指示指标应不高于1.20;如无仪器可连接对应的功率的假负载来粗步的判断天馈问题或发射机本身检测电路问题判断。
2.2.2 现象名称：功放过载（OVER LOAD）}
指示状态：主控单元输出功率低于日常输出值;对应功放的（OVER LOAD）红灯告警并输出功率为零，末级功率管电流为静态状态。
典型现象：发射机的全部功放出现上述指示状态时，此时整机输出功率几乎为零。
处理方法：
1）检查每块功放的射频输出头是否有打火的痕迹;
2）检查合成器内部微带线是连接完好，以及每个射频输入头是否与总输出（41.3口）相通;
3）检查低通滤波器输入与输出之间的是否相通;
4）如以上均无问题，可将主控板与功放之间的CAN通信总线断开，以判断是否由主控程序干扰功放内部程序造成的功放告警，如果功放正常，可以重新下载主控程序或更换备份主控板。
5）如果断开主控CAN总线依然告警可通过厂家专用软件调节功放内部的参数;如未解决问题可更换功放内部的控制板。
2.2.3 现象名称：功放过激励（OVER DRIVE）
指示状态：主控单元输出功率低于日常值，对应功放“OVERDRIVE指示红灯告警。 典型现象：输出功率降低，以5KW 3塊功放为例 1块功放过激励器告警整机输出功率为原来的1/2;2块功放告警输出功率为原来功率的1/4。
处理方法：
1）在主控控制屏查看：状态-电控单元 查看每个电源电流是否均衡，并使用万用表测量整机功放供电处的红与黑线之间的电压正常为输出为+50V。
说明：如发射机的开关电源损坏超过额定数量的1/2，对于5KW调频发射机，一共使用了4个开关电源，电流达不到功放要求的功率值或电源电压极低导致整个供电单元功率过低，功放的增益降低导致过激励告警。
如果单独部分功放输出功率变小或输出功率，造成功放出现过激励保护，则要分析功放功率变小或无输出原因主要有以下几个：
a.电源指示灯不亮：检查功放内部50V电压是否正常;
b.测量功放内部控制板50V转5V开关电源是否输出为5V;
c.在控制屏上查看各级功率管静态电流是否正常;如有低于正常值，可首先判断对应功率的的栅压是否正常。
d.功放射频输入端的是否虚焊、衰减器电阻值是否变化较大，有条件的可以试用扫频仪，频谱仪逐级测量各点输入、输出增益;
e.更换一个定向耦合器的正向检波口以判断是否造成检波电压变小，激励器的功率升高，功放出现过激励保护。
2.2.4 现象名称：功放过热（OVER HEAT）
指示状态：主控单元输出功率低于日常值“OVERHEAT！”对应功放指示红灯告警。
处理方法：
1）在出风口测量出风量是否正常或较小，风道进风口的滤网灰尘是否有的堵塞进风量不够等原因，造成过热保护;参看风机转速是否倒转，如有倒转及时更换启动电容或风机。
2）功放中热敏电阻阻值发生变化，在温度没有达到设计温度（设计温度70度保护），导通接地发出过热告警;
3）查看与热敏电阻连接的穿心电容是否对地导通，导通则过热告警;
4）功放中合成板是否烧坏或者与功率管直接的跳线是否虚焊功放管的功率不能功率合成，反射功率较大导致功率管过热从而引起整个功放过热。
2.2.5 现象名称：50V开关电源故障
典型现象：开关通信指示灯不闪或不亮，输出灯不亮;开关电源出现交流欠压、直流过压、过流和过热等故障时，电源自动保护。
故障分析：交流欠压或过压：380V（+15%～-20%）;直流过压：额定电压（+10%）同时电控相位保护器对应指示灯亮红色。
直流过流：额定电流;电源过热：70度开始保护。
维修方法
1）.测量输入电压是否在正常范围内，如果电压正常可微调过压或欠压设定范围值，必要时更换保护器。
2）检查避雷器是否绝缘，以判定是否有缺相电压。
3） 开关电源数据采集板不通信，更换通信口，新型发射机电源为双通信口。
2.2.6 现象：发射机在工作过程中自动关机
分析处理：
1） 电控单元中+5V电源是否正常，导致电控单元无法工作，从而使相应的继电器无法发吸合;
2）主控单元中ARM运行程序是否正常启动，可由液晶屏判断，如无字体出现则主控死机;
3）自动开关机项被误设，恢复正确设置。
3. 结束语
广播电视是我党重要的宣传阵地，保障设备安全稳定的运行和故障的及时处理意义重大。随着科学技术的不断进步广播电视发射设备在不断的更新换代，我们做为技术人员也要与时俱进紧跟时代步伐学习掌握新的技术知识，以便在实际工作中及时处理故障保证安全播出。
参考文献：
[1] 高吉祥.广播电视技术概论.西安交通大学出版社，2011.
【关键词】新型固态发射机;系统原理;故障分类;过激励
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.04.020
1. 新型固态调频发射机的系统概述
1.1 固态调频发射机硬件部分的组成
系统硬件部分 ： 主备激励器、前级分配器、1800W射频功率发大器、末级合成器、主控单元、电控单元、风机冷却系统、电源模块单元、定向耦合检测单元如图1。
1.2 系统的工作原理
音频信号进入激励器进行信道编码、音频调适、频率搬移、初级放大后经前级三分配，经过功放单元的逐级射频放大合成后经过低通滤波器通过天馈发射出去。在整机检波部分中输出/反射功率取样信号通过正向、反向检波线进入检波板后，经检波成直流电压，经缓冲放大后分别送AD采样芯片与最后输出加法器输出。采样值由ARM芯片做频率校正运算通过输出DA后送到加法器。由运放构成的加法器将直流电压信号，送到主、备激励器，用于整机实现ALC环路控制功能、VSWR保护功能。另外由末级功放故障产生的保护信号也送到加法器，提高加法器输出电压，来降低激励器的输出功率从而实现功放的故障保护功能。另外频率校正数据信号通过CAN总线送到主控板，用于输出与反射功率输出指示;
在双激励器配置的设备中，主、备激励器RF取样信号通过激励器主备检波线送入检波板，经过经检波、放大、比较等环节转换为控制信号，可以将激励器的互锁接点的4V（低电流）以上的高电平拉到近似0.2V左右的低电平，完成激励器“互锁”功能。即在激励器输出功率大于某一值时，同一时刻，只有一个激励器有RF输出，保证主、备激励器不能同时将激励功率叠加后给到末级放大器，造成功放过激励，功放损坏。当其中一工作激励器出现故障后，另一被锁定的激励器将被解锁输出射频功率，从而实现激励器热备份功能。通常设置主激励器参考点要小于备激励器，参考点的设置与激励器输出功率相关。
2. 新型发射机故障常见故障现象处理方法
2.1 发射机的常见故障：
〖异常〗设备的工作状态点（如功放晶体管电流）不在正常的范围内，但又不至于影响其正常工作的状态，这种状态在计算机监控软件中会自动提示并记录。
〖报警〗设备的外界工作条件不满足其工作要求，如“无音频输入”、“天线驻波比高”等。
〖故障〗设备自身的不正常状态，如“功放过激励”缺相等。
〖报警〗和〖故障〗 ，控制系统将自动启动故障处理程序并发出报警提示值班人员。
系统处理的故障有以下几项：
激励器单元：无音频、天线高驻波、本振源失锁、激励器小功放电流不正常、微处理器失效。
功放单元：功放过激励、过热和过载。
AC380V缺相。
开关电源：交流欠压、直流过压、过流和过热。
“报警”、“自适应调整输出功率”和“关闭射频输出”以避免故障蔓延，是监控系统进行故障保护的主要措施。
2.2 常见故障具体现象与处理方法
2.2.1 现象名称：整机过载
指示状态：激励器输出功率降低、功放过载（HIGH VSWR）指示灯亮;主控单元液晶控制屏显示“驻波高于1.5”，同时显示为红色字体。
典型现象：
激励器模块输出功率降低，根据功放过载保护数量不同，输出功率分别降低为，发射机额定功率的1/2、1/4、甚至无输处功率为零。
处理方法：断开空气开关，检查发射机低通滤波器与天馈系统之间的硬馈是否发烫、是否连接良好，有测试仪器使用扫频仪或天线测试仪测试天线指标，单独天线指标一般在1.10以下，如果连接有多工器指示指标应不高于1.20;如无仪器可连接对应的功率的假负载来粗步的判断天馈问题或发射机本身检测电路问题判断。
2.2.2 现象名称：功放过载（OVER LOAD）}
指示状态：主控单元输出功率低于日常输出值;对应功放的（OVER LOAD）红灯告警并输出功率为零，末级功率管电流为静态状态。
典型现象：发射机的全部功放出现上述指示状态时，此时整机输出功率几乎为零。
处理方法：
1）检查每块功放的射频输出头是否有打火的痕迹;
2）检查合成器内部微带线是连接完好，以及每个射频输入头是否与总输出（41.3口）相通;
3）检查低通滤波器输入与输出之间的是否相通;
4）如以上均无问题，可将主控板与功放之间的CAN通信总线断开，以判断是否由主控程序干扰功放内部程序造成的功放告警，如果功放正常，可以重新下载主控程序或更换备份主控板。
5）如果断开主控CAN总线依然告警可通过厂家专用软件调节功放内部的参数;如未解决问题可更换功放内部的控制板。
2.2.3 现象名称：功放过激励（OVER DRIVE）
指示状态：主控单元输出功率低于日常值，对应功放“OVERDRIVE指示红灯告警。 典型现象：输出功率降低，以5KW 3塊功放为例 1块功放过激励器告警整机输出功率为原来的1/2;2块功放告警输出功率为原来功率的1/4。
处理方法：
1）在主控控制屏查看：状态-电控单元 查看每个电源电流是否均衡，并使用万用表测量整机功放供电处的红与黑线之间的电压正常为输出为+50V。
说明：如发射机的开关电源损坏超过额定数量的1/2，对于5KW调频发射机，一共使用了4个开关电源，电流达不到功放要求的功率值或电源电压极低导致整个供电单元功率过低，功放的增益降低导致过激励告警。
如果单独部分功放输出功率变小或输出功率，造成功放出现过激励保护，则要分析功放功率变小或无输出原因主要有以下几个：
a.电源指示灯不亮：检查功放内部50V电压是否正常;
b.测量功放内部控制板50V转5V开关电源是否输出为5V;
c.在控制屏上查看各级功率管静态电流是否正常;如有低于正常值，可首先判断对应功率的的栅压是否正常。
d.功放射频输入端的是否虚焊、衰减器电阻值是否变化较大，有条件的可以试用扫频仪，频谱仪逐级测量各点输入、输出增益;
e.更换一个定向耦合器的正向检波口以判断是否造成检波电压变小，激励器的功率升高，功放出现过激励保护。
2.2.4 现象名称：功放过热（OVER HEAT）
指示状态：主控单元输出功率低于日常值“OVERHEAT！”对应功放指示红灯告警。
处理方法：
1）在出风口测量出风量是否正常或较小，风道进风口的滤网灰尘是否有的堵塞进风量不够等原因，造成过热保护;参看风机转速是否倒转，如有倒转及时更换启动电容或风机。
2）功放中热敏电阻阻值发生变化，在温度没有达到设计温度（设计温度70度保护），导通接地发出过热告警;
3）查看与热敏电阻连接的穿心电容是否对地导通，导通则过热告警;
4）功放中合成板是否烧坏或者与功率管直接的跳线是否虚焊功放管的功率不能功率合成，反射功率较大导致功率管过热从而引起整个功放过热。
2.2.5 现象名称：50V开关电源故障
典型现象：开关通信指示灯不闪或不亮，输出灯不亮;开关电源出现交流欠压、直流过压、过流和过热等故障时，电源自动保护。
故障分析：交流欠压或过压：380V（+15%～-20%）;直流过压：额定电压（+10%）同时电控相位保护器对应指示灯亮红色。
直流过流：额定电流;电源过热：70度开始保护。
维修方法
1）.测量输入电压是否在正常范围内，如果电压正常可微调过压或欠压设定范围值，必要时更换保护器。
2）检查避雷器是否绝缘，以判定是否有缺相电压。
3） 开关电源数据采集板不通信，更换通信口，新型发射机电源为双通信口。
2.2.6 现象：发射机在工作过程中自动关机
分析处理：
1） 电控单元中+5V电源是否正常，导致电控单元无法工作，从而使相应的继电器无法发吸合;
2）主控单元中ARM运行程序是否正常启动，可由液晶屏判断，如无字体出现则主控死机;
3）自动开关机项被误设，恢复正确设置。
3. 结束语
广播电视是我党重要的宣传阵地，保障设备安全稳定的运行和故障的及时处理意义重大。随着科学技术的不断进步广播电视发射设备在不断的更新换代，我们做为技术人员也要与时俱进紧跟时代步伐学习掌握新的技术知识，以便在实际工作中及时处理故障保证安全播出。
参考文献：
[1] 高吉祥.广播电视技术概论.西安交通大学出版社，2011.