DCM10kW中波發(fā)射機(jī)緩沖放大器原理分析與維修技巧獲獎科研報告

DCM10kW中波發(fā)射機(jī)緩沖放大器原理分析與維修技巧獲獎科研報告摘

要：全固態(tài)DCM中波發(fā)射機(jī)由哈爾濱廣播器材有限公司設(shè)計制造，具有保護(hù)功能完善、工作效率高以及工作穩(wěn)定的特點，電路原理和整機(jī)結(jié)構(gòu)也最具代表性。本文對DCM10kW中波發(fā)射機(jī)緩沖放大器的工作原理、故障檢測、常見故障維修技巧進(jìn)行詳細(xì)的論述，與中波發(fā)射臺的同行共同切磋。

關(guān)鍵詞：DCM10kW中波發(fā)射機(jī);工作原理;維修技巧

1緩沖放大器的作用和工作原理

1.1緩沖放大器的作用

DCM10kW中波發(fā)射機(jī)的激勵部分包括振蕩器、緩沖放大器、預(yù)推動級和推動級。振蕩器輸出的4～4.5Vp-p的TTL射頻信號到緩沖放大器，緩沖放大器將4～4.5Vp-p的TTL射頻信號轉(zhuǎn)換成近似正弦波信號，并放大到約18Vp-p左右，然后再送到預(yù)推動級。預(yù)推動級放大后再輸出到推動級。緩沖放大級的供電電壓為+30VDC（非穩(wěn)壓電源），個別機(jī)型的30VDC供電電壓經(jīng)電位器調(diào)整后為緩沖放大器供電，目的是可以微調(diào)緩沖放大器的輸出幅度。為了避免緩沖放大器異常時造成發(fā)射機(jī)欠激勵故障，專門設(shè)置了緩沖放大器異常保護(hù)電路，當(dāng)緩沖放大器中斷輸出或輸出幅度過低時，發(fā)射機(jī)采取自動保護(hù)控制，并在發(fā)射機(jī)面板上顯示“緩沖放大器故障”。

1.2緩沖放大器的工作原理

振蕩器輸出的4～4.5Vp-p（TTL）射頻信號經(jīng)激勵合成母板上的X1-39、X1-40到緩沖放大板，經(jīng)分壓電阻R1、R2，耦合電容C1、R3耦合到反相驅(qū)動放大器N1：B（型號為DS0026）的4腳，N1：B的5腳輸出約15Vp-p的射頻信號，送到由V6、V7組成的第二級放大電路，第二級為互補(bǔ)推挽射極跟隨器，第二級放大電路的供電電壓為15V，由30VDC經(jīng)穩(wěn)壓二極管D5穩(wěn)壓產(chǎn)生，因此第二級放大電路的輸出幅度在0V-15V之間，輸出的射頻信號經(jīng)由C2、L1、R5及變壓器T組成的帶通濾波器濾波后，得到15Vp-p略有變形的方波信號。V3、V4組成第三級半橋式放大電路，由于第三級放大電路供電電壓為+30VDC，因此輸出的射頻信號幅度在0V～30V之間變化，該方波經(jīng)寬帶耦合網(wǎng)絡(luò)耦合后得到幅度為18Vp-p近似正弦波的射頻驅(qū)信號，輸出給預(yù)推動放大板A40作為推動信號。圖1為緩沖放大器工作原理圖。

1.3緩沖放大器供電電路

緩沖放大板上有F1、F2、F3三個保險，F(xiàn)1、F2分別為預(yù)推動放大器A部分和B部分提供+60V電壓，也有機(jī)型使用的是+30V電壓，電壓選擇可以通過激勵合成母板上的J15進(jìn)行選擇，1-3選擇+30V，1-2選擇+60V。F3為緩沖放大板工作電源保險。緩沖放大板頂端有三個紅色發(fā)光二極管VDS1、VDS2和VDS3，當(dāng)F1、F2或F3熔斷時，對應(yīng)的發(fā)光二極管紅燈亮。F1、F2為過路保險，當(dāng)VDS1、VDS2故障燈亮?xí)r，對應(yīng)的F1、F2保險可能已經(jīng)燒斷，此時不代表緩沖放大板有故障，故障應(yīng)在預(yù)推動放大級。

1.4故障檢測電路

緩沖放大器輸出兩路信號，一路經(jīng)選擇開關(guān)S1分送到預(yù)推動A和預(yù)推動B;另一路經(jīng)VD6、R4、C1、R3送給檢測電路，當(dāng)緩沖放大器輸出的射頻信號異常時，N44D輸出高電平到與門N54A-1腳，在振蕩器正常情況下，N54-2高電平，3腳輸出高電平，H26顯示由綠變紅，表明緩沖放大級出現(xiàn)故障。圖2為緩沖放大器故障檢測原理圖。

2緩沖放大器故障維修

2.1緩沖放大器常見故障原因

2.1.1緩沖放大板故障

緩沖放大板為一個獨(dú)立的功能板，板上有三級放大電路，在工作狀態(tài)下，容易產(chǎn)生大量的熱量，如果通風(fēng)降溫措施不好，容易因受熱而損壞板上元件，特別是帶散熱片的兩個中功率放大管最容易損壞。通過更換緩沖放大板確定板子損壞后，首先要對中功率放大管進(jìn)行檢查。另外還要對板上V1、V2、V3、V4、VD1、VD2、VD3、VD4、VD5及A1等器件進(jìn)行逐一檢查，根據(jù)在路阻值情況判斷故障原因。

2.1.2檢測電路故障

如果緩沖放大器故障紅燈亮，但發(fā)射機(jī)仍可正常工作，故障原因可能在射頻信號取樣電路或者在故障檢測和顯示電路，激勵合成母板上的電容器C1容易漏電損壞，應(yīng)對合成母板上C1、VD6、VD3、R4、R13、以及激勵合成母板A14到顯示板A32的連接線及接插件進(jìn)行檢查。如果比較器N44D-13腳為高點平，故障點在N44D之前;如果是低電平，檢查N44D之后電路。

2.1.3其它電路故障

如果緩沖放大板和故障檢測電路都沒問題，說明故障是由其它原因造成的?？芍攸c檢查緩沖放大器板供電電路、激勵信號輸入電路以及合成母板上的接插件是否異常，維修實踐表明，推動合成母板上的插排容易出現(xiàn)接觸不良故障。根據(jù)具體情況，對上述部位進(jìn)行仔細(xì)檢查。

2.2

緩沖放大器維修技巧

2.2.1替換法

由于緩沖放大板為一獨(dú)立的功能板，因此，最為快捷的檢修方法是在緩沖放大故障時，用一塊正常的備用緩沖放大板代替可疑故障板，以確定緩沖放大故障是放大板問題還是其它方面的原因。替換法可以快速準(zhǔn)確的定性故障原因。

2.2.2信號測量法

DCM10kW中波發(fā)射機(jī)的射頻激勵電路各級信號都有一個設(shè)定的幅值，在維修射頻部分的故障時，可以通過測量各級輸入輸出的射頻幅度來確定各級的工作狀態(tài)是否正常。緩沖放大器輸入的是4～4.5Vp-p（TTL）射頻信號，輸出的是18Vp-p略有變形的正弦波射頻信號，緩沖放大級出現(xiàn)故障時，可通過測量預(yù)推動級輸入的射頻幅度和波形情況來大致判斷故障原因，正常情況下其峰-峰值電平接近18Vp-p，如果達(dá)不到18Vp-p，可以通過調(diào)整30VDC供電調(diào)整電位器R1，如果調(diào)整不到標(biāo)準(zhǔn)幅度，檢查緩沖放大板上保險絲F3（1A）是否熔斷，保險管座是否有氧化接觸不良的情況，更換保險后再試機(jī)，如果保險立即燒斷或者工作一段時間燒壞，說明有受熱燒壞短路的器件，應(yīng)對緩沖板上的電路進(jìn)行檢查。

需要注意的是，對射頻信號測量時，不僅要觀察信號的幅度，還要看看射頻信號的波形是否正常，如果波形發(fā)生了畸變，也會造成發(fā)射機(jī)的其它故障，筆者遇到過A/D轉(zhuǎn)換錯誤故障，通過反復(fù)的檢查，最后發(fā)現(xiàn)故障是由緩沖放大板異常所致，更換新的緩沖放大板后，A/D轉(zhuǎn)換故障消失，后經(jīng)對故障的緩沖板輸出信號測量，發(fā)現(xiàn)輸出的波形有嚴(yán)重的變形。

2.2.3電壓測量法

緩沖放大板的工作電壓為可調(diào)或固定的30DC電壓，維修經(jīng)驗表明，可調(diào)電阻R1、緩沖放大板上保險F3管座容易出現(xiàn)熱不穩(wěn)定故障，故障現(xiàn)象是，偶爾出現(xiàn)緩沖放大故障，等發(fā)射機(jī)停機(jī)一段時間后，開機(jī)又能長時間工作。這種情況一般是供電電阻R1和F3保險管座受熱不穩(wěn)定造成，如果偶爾出現(xiàn)緩沖放大故障，應(yīng)仔細(xì)檢查上述兩個部位。另外還要重點檢查印制線路板有無損壞。

2.2.4接插件檢查

如果用備份板代替后，故障依然存在，檢查電源和波形也沒有發(fā)現(xiàn)問題，這說明故障是由其它原因造成的。應(yīng)檢查激勵信號輸入同軸電纜或插頭是否有故障，關(guān)斷發(fā)射機(jī)所有電源，將插頭從振蕩器板上拔下，檢查50Ω阻抗是否正確（測量X-8和X-9），若正確表明同軸電纜及接插件良好。仔細(xì)檢查合成母板上的插座有無變形損壞的，經(jīng)驗表明，母板插座損壞的幾率最大，如果經(jīng)過全面檢查沒有發(fā)現(xiàn)其它問題時，最好更換母板插座。如果屢燒V3、V4，將所有的電源關(guān)閉，檢查緩沖放大器的輸出是否有短路現(xiàn)象。

2.2.5監(jiān)測電路的檢查

在DCM中波發(fā)射機(jī)故障分類中，緩沖放大器故障為4類故障，當(dāng)緩沖放大器故障時，發(fā)射機(jī)能在高壓開啟的情況下工作，只是沒有功率輸出。如果緩沖放大器故障紅燈亮，發(fā)射機(jī)能正常工作，可能是推動器合成母板上電平檢測電路或顯示板上的檢測電路有問題。測量比較器N44D-13腳電壓，如果是高點平，檢查N44D及其之前的器件;如果是低電平，檢查更換N54A、N56C