TS-01B中波发射机调制功放工作原理与故障维修

TS-01B中波发射机调制功放工作原理与故障维修

王芳

新疆维吾尔自治区广播电视局 8103台

摘要：PDM中波发射机功率一般在1～3kW,具有效率高、工作稳定、布点灵活、安装调试方便的特点，在国内中小功率发射台广泛使用。笔者在中波发射台从事技术维护工作，遇到并处理过较多的发射机故障，其中PDM发射机调制功放故障最为多见。本文以上海明珠TS-01B型发射机为例，对调制功放的工作原理进行详细的论述，并总结了调制功放部分的常见故障原因与维修方法，旨在为技术同行的维修实践工作提供借鉴。

关键词：PDM中波发射机；调制功放；工作原理；故障维修

0 引言

TS-01B 1kW中波发射机调制功放部分由调制器、低通滤波器、功率放大器和保护电路组成。组成框图如图1所示。功放部分由四个功放盒组成，每个调制功放盒可以输出250W功率，四只调制功放通过功率合成技术，整机输出功率为1000W。由于PDM中波发射机电路结构问题，其抗干扰和防雷性能不如全固态数字调制发射机和早期的电子管发射机。在雷雨天气，功放部分很容易遭雷击损坏，这恐怕是业内同行的共识，笔者遇到过一次雷电侵袭，同时损坏三只功放的严重事故。因此，作为发射台的技术人员，牢固掌握调制功放的电路原理，熟悉调制功放的维修技巧，是技术维护工作的基本要求，也是维护人员必须具备的基本技能。

1 调制功放工作原理

1.1调制器

调制器的作用是将调制推动器送来的调制脉冲进行放大。调制推动器送来0～15V的调宽脉冲信号经R21、R22送到调制器的第一级放大电路，放大电路由V4及外围元件组成，是一个共基极放大电路，共基极放大电路在这里只起到移位作用，其放大倍数略小于1，输出的信号送到由V5、V6组成的第二级推挽放大电路，目的是进一步提高放大电路的带载能力。第二级放大电路输出的脉冲信号送到第三级放大电路。第三级放大电路由场效应管V7（IRF250）及外围元件组成。放大电路的供电电压为-140V，工作在开关状态，输入高电平时场效应管导通、输入低电平时场效应管截止，当V7处于导通状态时，电流从L1流到-140V；当V7处于截止状态时，电流从VD12到地。VD12起到续流作用。

1.2 低通滤波器

图2中， L1、L2、L3、C22～C26 组成低通滤波器。滤波器的作用是滤除调制频率成分以及72kHz以外的无关信号，确保信号的纯净度。在无调制状态下，低通滤波器输入的为脉冲宽度相同的方波，滤波后输出直流负电压，直流负电压的大小决定载波输出功率的大小；在有调制音频信号的状态下，低通滤波器输入的是随音频信号变化的脉冲宽度可变方波，滤波后的音频波形叠加到直流负电压上，也就是波动的-DC,这个电压提供给功率放大器，当音频幅度增大时，功放电压随之增加，当音频幅度减小时，功放电压随之减小。

1.3 功率放大器

 功率放大器也称RF功率放大器。 功率放大器由场效应管V1～V4、双向稳压二极管VD1～VD8、高频变压器 T1、T2 组成。功放电路为丁类放大电路，场效应管工作在开关状态，在射频电压正半周 ，场效应管V1、V4 导通，V2、V3 截止，电流经地→V1→输入变压器T1次级→输出变压器T2初级→-DC；在射频电压负半周 ，场效应管V2、V3 导通，V1、V4 截止，电流经地→V2→输入变压器T1次级→输出变压器T2初级→-DC。放大后的功率信号在输出变压器上进行迭加，以方波的形式输出。电路中， CR2-CR9 为双向稳压保护二极管，加在功率场效应管的S极与G极之间，当前级输入的电压高于保护二极管的稳压阈值时，二极管处于可逆反击穿状态，因而保护了场效应管不被损坏。

1.4 封锁保护电路

    PDM中波发射机功放部分采用的是场效应管，场效应管一般工作在开关状态，对激励电压要求较高，过高或过低的工作电压都有可能造成场效应管的工作状态不正常，如果长时间工作在饱和导通状态，场效应管就会因过流而产生热击穿。为了避免这种情况出现，调制功放部分增加了功放保护电路。

在图1中，封锁保护电路由比较器N1、VD1、VD2等元件组成。N1A和N1B分别接成同相比较器和反相比较器。当所有电路工作正常时，比较器N1A的5脚电压为零， 2脚维持高电平，比较器N1B的8脚维持高电平，保护二极管VD2负端为高电平，维持截止状态；当被检测的电路（功放电压、功放温度、场效应管损坏、反射超限、调制超限等）出现异常时，将会有15V故障电压送到比较器N1A的5脚，2脚因此输出低电平，比较器N1B的8脚变为高电平，保护二极管VD2负端为低电平，VD2因此导通，由于VD2的正极连接到脉宽信号的输入电路上，VD2导通后将脉宽信号短接到地，调制器因失去激励信号而停止工作，同样功放部分也停止工作，避免电路异常造成调制功放电路上的元件损坏。

2 调制功放故障维修

2.1 调制功放常见故障原因

（1）调制功放盒上一个或多个故障指示亮红灯，发射功率下降，功放电流明显减小。这种原因多数是因为输入的调制信号幅度过大，造成功放部分场效应管损坏，或者是平衡检测电路和温度检测电路异常，检测元件有损坏。

（2）调制功放指示灯亮红灯。这种故障多数原因是输出网络或天馈线系统出了问题。比如输出网络失谐，天馈线调配网络有损坏的电容器件，应重点检查上述部位。

（3）调制功放指示灯亮红灯，保护电路指示正常。这种故障的主要原因是：节目信号中断，调制驱动电路故障，调制功放负载有开路故障。这种故障多发生在维修维护后，无意碰触到了某些部位，可对动过的部位进行检查。

（4）低功率状态下，调制功放正常，当功率加大时，会出现调制封锁故障。这种故障的常见原因是：驻波保护电路灵敏度设置的过高，应对驻波保护灵敏度设置电路进行检查，可通过调整电位器W2。使其保护参考值略有下降。如果调整不起作用，可能天馈线系统出现了严重的故障，或者保护电路本身有问题，应逐一检查。

2.2 调制功放维修注意事项

（1）功率放大器中的高频输入变压器引线不能互换，否则会造成放大管损坏。更换高频变压器时，每根引线都要做好标记，避免焊错、焊反。

（2）可以用示波器观察功放级的高频激励信号的幅度和相位，判断是否有场效应管损坏以及其它高频方面的问题。功放中如有场效应管损坏，对应的高频激励信号会降到非常低的数值，因而，通过示波器测试功放单元的高频激励信号有助于确定是否有场效应管短路。如果有较多的场效应管短路，会加重整个激励的负载，此时，中放电流表的指示比正常时可能会大得多。

（3）为了降低功放损耗，激励电压要适当过激；负载匹配应调到最佳，减小反射；经常检查过热保护、不平衡保护、反射超限保护电路的灵敏度和可靠性，确保安全。

4 结束语

在发射机维修实践中，维修资料和发射机图纸是重要的参考依据。作为技术维护人员，要具备识图的能力，还要具备电路图与实物对照的能力。如果在维修过程中恰好需要对这部分电路进行分析，就必须按照通常理论进行分析。在处理各类发射机故障时，按照原理流程逐级逐点排除故障，可避免盲目维修，提高维修工作效率，确保安全优质播出。

参考文献

[1] TS-01B 1kW中波发射机随机说明书.

[2] 张丕灶等编著．全固态PDM中波广播发送系统原理与维护．中国广播电视出社．1999