DCM10kW中波發(fā)射機(jī)緩沖放大器原理分析與維修技巧獲獎(jiǎng)科研報(bào)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(jiǎng)科研報(bào)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(jì)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(diǎn)，電路原理和整機(jī)結(jié)構(gòu)也最具代表性。本文對(duì)DCM10kW中波發(fā)射機(jī)緩沖放大器的工作原理、故障檢測(cè)、常見(jiàn)故障維修技巧進(jìn)行詳細(xì)的論述，與中波發(fā)射臺(tái)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(lì)部分包括振蕩器、緩沖放大器、預(yù)推動(dòng)級(jí)和推動(dòng)級(jí)。振蕩器輸出的4～4.5Vp-p的TTL射頻信號(hào)到緩沖放大器，緩沖放大器將4～4.5Vp-p的TTL射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成近似正弦波信號(hào)，并放大到約18Vp-p左右，然后再送到預(yù)推動(dòng)級(jí)。預(yù)推動(dòng)級(jí)放大后再輸出到推動(dòng)級(jí)。緩沖放大級(jí)的供電電壓為+30VDC（非穩(wěn)壓電源），個(gè)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(shí)造成發(fā)射機(jī)欠激勵(lì)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(guò)低時(shí)，發(fā)射機(jī)采取自動(dòng)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(hào)經(jīng)激勵(lì)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(dòng)放大器N1：B（型號(hào)為DS0026）的4腳，N1：B的5腳輸出約15Vp-p的射頻信號(hào)，送到由V6、V7組成的第二級(jí)放大電路，第二級(jí)為互補(bǔ)推挽射極跟隨器，第二級(jí)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(jí)放大電路的輸出幅度在0V-15V之間，輸出的射頻信號(hào)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(hào)。V3、V4組成第三級(jí)半橋式放大電路，由于第三級(jí)放大電路供電電壓為+30VDC，因此輸出的射頻信號(hào)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(hào)，輸出給預(yù)推動(dòng)放大板A40作為推動(dòng)信號(hào)。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(gè)保險(xiǎn)，F(xiàn)1、F2分別為預(yù)推動(dòng)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(guò)激勵(lì)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(xiǎn)。緩沖放大板頂端有三個(gè)紅色發(fā)光二極管VDS1、VDS2和VDS3，當(dāng)F1、F2或F3熔斷時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管紅燈亮。F1、F2為過(guò)路保險(xiǎn)，當(dāng)VDS1、VDS2故障燈亮?xí)r，對(duì)應(yīng)的F1、F2保險(xiǎn)可能已經(jīng)燒斷，此時(shí)不代表緩沖放大板有故障，故障應(yīng)在預(yù)推動(dòng)放大級(jí)。

1.4故障檢測(cè)電路

緩沖放大器輸出兩路信號(hào)，一路經(jīng)選擇開(kāi)關(guān)S1分送到預(yù)推動(dòng)A和預(yù)推動(dòng)B;另一路經(jīng)VD6、R4、C1、R3送給檢測(cè)電路，當(dāng)緩沖放大器輸出的射頻信號(hào)異常時(shí)，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(jí)出現(xiàn)故障。圖2為緩沖放大器故障檢測(cè)原理圖。

2緩沖放大器故障維修

2.1緩沖放大器常見(jiàn)故障原因

2.1.1緩沖放大板故障

緩沖放大板為一個(gè)獨(dú)立的功能板，板上有三級(jí)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(gè)中功率放大管最容易損壞。通過(guò)更換緩沖放大板確定板子損壞后，首先要對(duì)中功率放大管進(jìn)行檢查。另外還要對(duì)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(cè)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(hào)取樣電路或者在故障檢測(cè)和顯示電路，激勵(lì)合成母板上的電容器C1容易漏電損壞，應(yīng)對(duì)合成母板上C1、VD6、VD3、R4、R13、以及激勵(lì)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(diǎn)平，故障點(diǎn)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(cè)電路都沒(méi)問(wèn)題，說(shuō)明故障是由其它原因造成的?？芍攸c(diǎn)檢查緩沖放大器板供電電路、激勵(lì)信號(hào)輸入電路以及合成母板上的接插件是否異常，維修實(shí)踐表明，推動(dòng)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(duì)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(shí)，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(wèn)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(hào)測(cè)量法

DCM10kW中波發(fā)射機(jī)的射頻激勵(lì)電路各級(jí)信號(hào)都有一個(gè)設(shè)定的幅值，在維修射頻部分的故障時(shí)，可以通過(guò)測(cè)量各級(jí)輸入輸出的射頻幅度來(lái)確定各級(jí)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(hào)，輸出的是18Vp-p略有變形的正弦波射頻信號(hào)，緩沖放大級(jí)出現(xiàn)故障時(shí)，可通過(guò)測(cè)量預(yù)推動(dòng)級(jí)輸入的射頻幅度和波形情況來(lái)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(guò)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(xiǎn)絲F3（1A）是否熔斷，保險(xiǎn)管座是否有氧化接觸不良的情況，更換保險(xiǎn)后再試機(jī)，如果保險(xiǎn)立即燒斷或者工作一段時(shí)間燒壞，說(shuō)明有受熱燒壞短路的器件，應(yīng)對(duì)緩沖板上的電路進(jìn)行檢查。

需要注意的是，對(duì)射頻信號(hào)測(cè)量時(shí)，不僅要觀察信號(hào)的幅度，還要看看射頻信號(hào)的波形是否正常，如果波形發(fā)生了畸變，也會(huì)造成發(fā)射機(jī)的其它故障，筆者遇到過(guò)A/D轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤故障，通過(guò)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(duì)故障的緩沖板輸出信號(hào)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)輸出的波形有嚴(yán)重的變形。

2.2.3電壓測(cè)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(yàn)表明，可調(diào)電阻R1、緩沖放大板上保險(xiǎn)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(shí)間后，開(kāi)機(jī)又能長(zhǎng)時(shí)間工作。這種情況一般是供電電阻R1和F3保險(xiǎn)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(gè)部位。另外還要重點(diǎn)檢查印制線路板有無(wú)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(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，這說(shuō)明故障是由其它原因造成的。應(yīng)檢查激勵(lì)信號(hào)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(cè)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(wú)變形損壞的，經(jīng)驗(yàn)表明，母板插座損壞的幾率最大，如果經(jīng)過(guò)全面檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其它問(wèn)題時(shí)，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(cè)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(shí)，發(fā)射機(jī)能在高壓開(kāi)啟的情況下工作，只是沒(méi)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(dòng)器合成母板上電平檢測(cè)電路或顯示板上的檢測(cè)電路有問(wèn)題。測(cè)量比較器N44D-13腳電壓，如果是高點(diǎn)平，檢查N44D及其之前的器件;如果是低電平，檢查更換N54A、N56C