调频发射机异常现象分析与处理讲义

调频发射机异常故障分析与处理日常维护

20070722全固态调频发射机的系统概述产品展示图FM1kWFM3、5、10kW系统硬件部分音频处理模块调频调制器多级射频功率放大器监控模块电源模块系统软件部分调频调制器功放模块天馈检测及控制立体声编码器前面板显示ALC控制过热、过载、过激励保护组成系统框图10kW调频发射机原理框图主激励器备激励器中央控制与显示单元电源与控制主备切换风机分配器合成器低通滤波器定向耦合器RFout700W功放1700W功放2700W功放NPC机功率放大器1功率放大器2组成

GME10kW调频功放=10*1200W的热插拔功放模块+1*二分配器+2*十合成器+2*十分配器+1*二合成器组成；10分配器700w功放模块1700w功放模块3700w功放模块1910合成器图5-2-910Kw调频发射机功放分配合成示意10分配器700w功放模块2700w功放模块4700w功放模块2010合成器2分配器2合成器功率放大器3

700W功放模块=单端放大器+平衡放大器热插拔功放单元=2*700W功放模块注：功率晶体管均采用MOTOROLA公司生产的MRF系列

功放模块MRF148AMRF151G单端放大器平衡放大器热插拔功放单元示意图

700W功放模块示意图

1、P2用于过激励保护设置调节2、P3：MRF148A栅压调节，静态电压2.8-3.0V左右，3、P1用于过载保护设置4、P6、P7：MRF151G栅压调节，静态电压1.8V左右，5、P8输出功率指示调节插拔口的定义功率放大器412345功放模块电路板示意图模块阐述-合成器和滤波器1功放低通滤波器，对发射机的高次谐波、杂散发射进行滤波低通滤波器带状线二合成器十分配器十合成器二分配器功率合成器和滤波器调频发射机控制系统原理注：调频各型号GME1F33、GME1F53和GME1F14等发射机的控制系统设计原理相同，仅功放测控单元数目不同；显示方式按GME1F14设计。主控单元激励器管理单元电控单元电源测控单元1电源测控单元n功放测控模块1功放测控模块n激励器主机激励器备机一级测控系统二级激励器测控子系统二级电源及冷却测控子系统系统框图调频发射机中大功率放大器的设计平衡放大器与单管放大器特性比较特

性平衡放大器单管放大器输入输出反射好较差噪声特性较好较差长期稳定性好较差元件离散性对放大电路影响较小较大典型的单管调频功放原理图功放的调试步骤（参见功放原理图）降低输入信号功率和偏置电压调节输入微调电容C1、C2至输入匹配最佳调节输出微调电容C3、C4使输出功率最大各个电容是相关的，调整一个后，必须要调整另一个才能达到最佳状态改进输出性能－推挽工作推挽电路形式由两个独立且无任何内部连接的单管放大器构成，通过两个巴伦进行功率的矢量分配与合成。 优点：由于巴伦本身具有变阻的特点，因此大大降低了变阻比带来的阻抗匹配的困难巴伦对于偶次谐波具有很好的抑制作用推挽工作原理变压器式推挽互补管推挽调频功放设计实例指标：频率范围：87.5-108MHz输出功率：700W输入功率：≤0.5W增益：≥30dB输入输出驻波比：≤3推动级功放芯片选型－MRF148A超高的交调点30W的输出功率典型增益18dB效率为40％可在高驻波比30：1下工作调频功率末级放大器设计电路图推动级功放射频输入末级放大器的芯片选型-MRF151G采用MACOM公司ＭＲＦ151G作为功放的末级。该芯片在线性、增益和输出能力上相对于ＢＪＴ器件有较大的提升，使发射机的可靠性和可维护性大大提高。优点：高输出功率（300W）可以在高驻波比（ＶＳＷＲ＝5：１）情况下工作；增益高（典型值１6ｄＢ）；低热阻：0.35W/℃

功放管实物照片调频功放最终版图GME/FM发射机合成技术的原理概述

电缆型功分、功合的实例电路分析电缆型功分、功合电路原理图采用多路一次合成具有隔离特性的方式，输入端信号为同频同相。用两个部分加以讨论：阻抗变换部分平衡网络部分多路一次合成的优越性系统简明，插损小（十合成器＜0.3dB(MAX)，二合成器＜0.15dB(MAX)），提高了整机效率；提高了整机性价比，该方式合成路数基本不受限制，即，不受路数多少限制，也不受奇、偶路数的限制，从而减少不必要的功放模块；在功放模块损坏时，降低功率下降程度；易满足功率等级系列化、模块化的要求，最大限度地提高效率、降低成本。

异常故障分析和处理功放单元出现过载保护1-故障现象现象1：功放单元中一个功放出现过载保护，其他功放正常。现象2：功放单元中多个功放出现过载保护。功放单元出现过载保护2-分析目前功放保护其实指检测点的反射功率大，造成保护，并不是实际的VSWR大保护。功放负载发生变化时，输出功率恒定情况下，反射功率显示偏大功放出现保护时，此片功放的推动级功率放大器MRF148A的删压为负电压，增益下降，功放达到保护的目点，由于保护电路设计为不可恢复电路，因此过载保护消除办法只有在关闭功放电源情况下实现。功放过载保护3-原理图分析功放单元出现过载保护3-处理功放输出端热插拔头接触不良（合成器-金手指）虚焊，轻微需重新焊接，严重需要更换功放中用于检测反射功率的耦合器方向性不好。使用扫频仪检查定向耦合器的方向性（大于20dB），检查电阻阻值(50欧)，进行更换。合成器驻波不好，造成反射过大。使用扫频仪测试合成器的输入口的驻波(驻波小于1.1)，如指标不好检查吸收负载的阻值（100欧*2）为50欧。功放热插拔头和热插拔座之间接触不良。检查簧片的外观，如缺少弹性或损坏，予以更换热插拔座。功放的输出功率变大。检查功放的分级频响和增益（推动级20dB,末级17dB）及各级的电流，并进行调整(正常输出500W，I1、I2电流为8A，I3为0.5A)。功放输出的驻波不好。使用扫频仪测试功放的输出驻波，正常在使用频道内驻波小于1.15。用于反射功率的检波电路和控制电路器件损坏。检查电路，更换损坏的器件或可以调整电位器P1功放单元出现过载保护4-处理功放单元出现过载保护4（多个功放）-处理低通滤波器内部器件发生变化，造成低通滤波器指标不好。天线、馈线指标不好。同轴开关内部接触不良、切换不到位，造成反射过大。激励器的频率调整错误，不在设定频道内。射频连接器、馈管等损坏。功放出现过激励保护1-现象功放单元过激励显示灯亮，整机输出功率下降。功放出现过激励保护2-分析设定过激励保护目的是保护功放管在输入功率增加造成功率管损坏。功放过激励保护检测点是输入功率检波电压的大小，一般在正常输入功率的125%左右。过激励保护电路启动时，推动极栅压变成负电压，增益下降，功放保护，由于过激励保护电路设计为可返转电路，因此只要降低激励功率，过激励可以消除。功放出现过激励保护2-原理图功放出现过激励保护2-（单一）处理功放的输入阻抗变化，造成过激励检波电压升高。使用扫频仪检查功放的输入驻波和推动级MRF148A器件的好坏（使用指针表）。检波电路或控制电路中元器件损坏。检查控制板和检波电路，将损坏器件进行更换。可以适当调整P2点电压功放输出阻抗变化，造成功放输入阻抗发生变化，输入检波电压升高。功放出现过激励保护3（多个）-处理环路控制失控造成激励器输入功率增加。检查环路控制线。其中个别功率放大器不工作或工作不正常，在大环ALC作用小，激励器输出功率变大。在主控单元检查各功放单元工作情况。一个开关电源不工作，在均流作用下，其他开关电源的电压下降，末级功放增益下降，激励器在大环ALC作用下输出功率升高，造成功放过激励保护。功放出现过热保护1-现象一个功放面板过热保护指示灯亮。多个功放面板保护指示灯亮。主控单元显示PA-HEATHOT，此时激励器输出功率下降，整机功率下降，故障排除后，激励器缓慢升高功率，达到正常满功率需要大约30分钟左右时间。如需要快速恢复到额定功率，需要重新启动整机。功放出现过热保护2-分析功放单元温度超过67度时过热保护电路启动。功放保护电路启动后将推动级MRF148A栅压变成负电压，达到保护作用。功放保护电路启动后，转换成数字信号发主控单元，程序按设定处理方法进行处理。过热保护后，功率恢复到正常范围需要大约30分钟左右时间。功放出现过热保护4-处理冷却系统问题风机损坏造成功放过热，需要更换风机。风机转速减慢，造成功放过热，需要检查风机是否缺相、风扇叶是否变形。风机反转，正常应该是后门进风，前门出风。风道没有形成，主要检查后门是否关闭，是否有功放没有插入造成风分配不均匀。风机滤尘网长时间没有清洗，造成进风量不够。热风没有使用风道排到室外或风道堵塞，需要清洁风道，有条件的安装适量的空调，保证机房环境温度在30度左右。需要定期的检查风道和风机运转情况！！！功放出现过热保护4-处理射频通路问题功放内部的合成器损坏，功率不能进行正常的合成，造成散热器温度升高。检查功放内部的功率合成器。功放的射频通道中元器件损坏，整个功率放大器的效率下降，温度升高。需要检查功放运行时各个功率管的电流情况。正常情况下功放单管（MRF151G）效率为75%；双管为70%；1KW（4*MRF151G）65%；3KW（12*MRF151G）在60%；5KW（20*MRF151G）在55%；10KW（40*MRF151G）在50%左右。功放出现过热保护5-处理其他部分用于保护的68度热继电器（67F070）损坏，造成功放误保护。更换热继电器。控制电路元器件损坏。检查控制板，对损坏的器件进行更换。10KW功放单元中一个功放的输出功率偏大功放中推动级或末级的静态电流变大。调整偏置电路中控制栅压的电位器（P3、P6、P7），使推动级电流为0.3A，末级静态电流为0A(栅压为1.8V)推动级的增益变高，造成输出功率变大。检查MRF148A的配置电路中的电容C66，并进行更换10KW发射机在天线工作正常，增加多工器后，出现过载保护多工器带宽不够，当频偏增加时造成过载保护。检查多工器的带宽，是否满足设置要求F±200KHz。多工器的频率不准，造成反射过大。检查多工器的频率是否和发射机频率偏差在允许的范围内。有的多工器厂家在设计时已考虑温度补偿电路。10KW发射机在天线工作正常，增加多工器后，出现过载保护多工器带宽不够，当频偏增加时造成过载保护。检查多工器的带宽，是否满足设置要求F±200KHz。多工器各端口之间的隔离度不够，其它端口有发射机工作，因隔离度不够，发射机的反射功率检测到串扰来的功率，造成发射机过载保护。多工器的频率不准，造成反射过大。检查多工器的频率是否和发射机频率偏差在允许的范围内。注意：有的多工器内部增加了稳度补偿器件。！！！定向耦合器方向性是保证过载保护电路稳定工作的关键部分。10KW发射机的十合成器温度高二合成器的输入驻波高，造成两个十合成器的功率不能正常合成。使用扫频仪检查二合成器的输入驻波（频带范围内小于1.1）。十合成器的插损大。使用扫频仪测量十合成器的插损（输入口~输出口插损小于0.3dB），并进行调整。合成器各合成口之间的相位相差太大，造成合成时损耗大。正常相位相差小于3度

电缆线的长度和阻抗是保证相位的关键，发射机射频通道中射频电缆不可随意进行更换。功放中两个电流不平衡功放中的合成器的驻波不好。检查功放内部二合成器的各项指标(各端口驻波小于1.15)，一般为吸收电阻（BED/TC250/50）和瓷片电容损坏造成。功放中电流取样电路器件损坏。检查取样电路中的元器件（MAX4080），并进行更换。天线负载指标不好。控制部分常见故障及解决办法1主控单元液晶显示不正常液晶显示出现缺行/列；字暗/行暗；无背光等现象时，需更换液晶显示器。液晶显示“白屏”时，需调整对比度；液晶显示“黑屏”

主控电路板M&C7“看门狗”插针JP1松动。显示器与M&C7连接线松动或脱焊；

M&C7程序芯片损坏，需更换。液晶显示“复位”或“频繁闪烁”。检查M&C7供电+9V是否正常；单独取下主控单元通电，观察，如果故障解除，是系统干扰，需检查主控机箱接地及采取防干扰措施。“无故障报警，数据出现几千甚至上万的异常指示”，主控单元M&C7电路板存储器损坏，需更换。控制部分常见故障及解决办法2控制部分常见故障及解决办法3现象：AC380V缺相确认AC380V是否缺相；如供电无问题，检查主控单元MM2B电路板保险丝和变压器是否损坏检查主控单元M&C7缺相检测接口的电压，正常的对地电压应大于5V。

一般出现此现象主要是发射机受到雷击和电源电压瞬间太大造成，需要增加电网避雷措施。控制部分常见故障及解决办法4故障现象：功放不在线观察功放测控电路板通信指示灯是否正常；检查系统连线；更换功放测控电路板PA16B03的MAX485/3085通信芯片控制部分常见故障及解决办法5现象：手动不能开机将电控单元手动旋钮转到“手动”位置：测试电控单元电路板FGFDYKZ3的J4是否短路，如不短路，检查旋钮及内部走线；测试总电源交流接触器控制端是否有220V；如没有，检查电控单元到配电单元的走线；如有220V，更换交流接触器。控制部分常见故障及解决办法5

现象：手动能开机，而自动不能开机观察电控单元FGFDYKZ3电路板通信指示灯，检查通信是否正常；如不正常更换FGFDYKZ3通信芯片MAX485/3085；按下绿色按键，检查FGFDYKZ3的J6的1、2脚是否短路，如不短路，是按键或连线损坏，需更换。如通信正常，当电控单元FGFDYKZ3电路板的D4LED指示灯亮后，J4是否短路；如不短路，更换对应位置固态继电器。控制部分常见故障及解决办法6现象：合“空气开关”时，交流接触器出现瞬间吸合又断开

需更换电控单元FGFDYKZ3电路板的U1674LS138，型号DM74LS138N控制部分常见故障及解决办法7现象：合“空气开关”时，交流接触器吸合，整机上电测试控单元电路板FGFDYKZ3的J4是否短路，如短路，更换R20压敏电阻。控制部分常见故障及解决办法8现象：发射机合空气开关后，按发射机的开机键，主交流接触器反复吸合数次后，设备开始运行。原因：由于开关电源的控制板收到外界干扰，误发指令造成。处理：

1、将开关电源的控制板的信号地和发射机的地进行连接。

2、在电控板FGFDYKZ4线路板的U13（MAX813L）6脚、7脚之间增加一个103独石电容和一个47uF/25v电解电容。控制部分常见故障及解决办法9现象：自动开机时，激励器不能自动开输出；或自动关机时，激励器不能自动关输出

观察电控单元T33S1100电路板D1、D2指示灯是否正常闪烁，如通信不正常，可更换通信芯片MAX485/3085；使用计算机工具软件RVR1.0，通过9芯数据线连接RVR激励器与计算机RS232的串口，测试RVR激励器的通信是否正常。如通信不正常，打开RVR激励器上盖板，检查RS232接口连线，更换接口芯片。控制部分常见故障及解决办法10现象：计算机和发射机不能正常连接。检查主控单元设置是否和计算机设置一致。更换RS232/485转换器；检查计算机与发射机的连接线；更换主控单元控制电路板M&C7的接口芯片MAX485/3085；整机过载保护现象：整机过载保护，发射机负载或天线的驻波比约为1.8时将过载保护，在发射机启动过程中出现过载：如果发射机反射功率达到标称输出功率的5%左右时发射机输出不会继续增大；如果发射机的反射功率达到标称输出功率的8%左右时发射机输出被强行关闭。发射运行过程中出现过载：如果发射机反射功率大于标称输出功率的5%时，发射机将自动降低激励器激励功率，直到整机的反射保持在5%以下；如果反射功率大于标称输出功率的8%时，发射机输出将被强行关闭。降为零之后，输出再次打开，重复上述动作，最终在反射功率为5%的状态点工作。GME全固态调频发射机出现故障的应急处理的措施

编号故障处理1主激励器没有功率输出备激励器接收工作2功放出现保护断开功放，降低功率使用3合成器、滤波器损坏使用馈管短接工作4软件不能正常运行使用手动工作5交流接触器损坏使用短接线短接交流接触器扫频仪在发射机维修过程中的应用1扫频仪是发射机维修和检修中常见的仪器，可以定性的测量系统中的各部件的参数和指标，为检修发射机的故障提供帮助。现在广电行业中使用的扫频仪的型号有许多种，一般发射台都选用价格、性能比