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DX中波广播发射机功放模块故障分析

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【摘要】DX系列中波广播发射机是我国目前中波广播电台采用的主流发射机,该类发射机最容易损坏的器件就是功放模块,故障类型也多种多样,本文对功放模块故障进行了总结分析。

【关键词】场效应管的检查;测量信号;故障分析

DX中波广播发射机的功放模块的结构和电气性能是一样的,具有完全的互换性,每块功放模块可用于功放的任一位置,对发射机的性能几乎毫无影响。

一、MOSFET(场效应管)的检查与测试

由于MOSFET控制极非常脆弱,处理时必须十分小心。如果让静电通过MOSFET放电,控制极结点就会损坏。场效应管进行测试时,必须把MOSFET从电路上取下来。MOSFET可用欧姆表检查,但是在使用某些欧姆表时要有所限制。如果欧姆表电池电压太低(3V以下)或太高(20V以上),这个欧姆表不能使用。电池电压低于3V,不能对晶体管进行工作检查,大于20V,可能导致测试晶体管损坏,使用9V电池的500型R×10k档是比较合适的。

将欧姆表的正表笔接到晶体管的漏极或外壳,将负表笔接到源极。交替地从控制极到源极、然后从控制极到漏极接上跨接线。当MOSFET关闭时,欧姆表读数指向无穷大或至少2MΩ以上,导通时,小于90KΩ,行该项测试时,把MOSFET放在一个(绝缘)平面上或拿住管壳的两边。当你接触表头时,你的手和皮肤的电阻会影响到读数。该项测试表明,MOSFET的控制极充电或放电可导通或关闭。

二、信号测量

测量功放模块的射频驱动电平是否正常。

1.掉发射机上所有交流电源,从保险丝板上移去所有功放电源(+230VDC)保险丝。

2.交流电源,将低压开关合上。按下“开机”,注意到功放电源加电,但是射频功率和功放电流都没有指示。

3.示波器测量各功率模块的RF输入信号,波形幅度应该在25~28VP-P之间。

测量驱动信号相位是否正常。

每个功放模块有两部分组成,并且每部分都有一个单独的驱动信号。为了使发射机工作正常,驱动信号相位应该在±5o之内。如“测量射频驱动幅度”时那样,采用示波器测量每个放大器的射频驱动信号相位。

1.过度的驱动相位差异

检查控制元件(包括晶体管和二极管),虚焊能在射频放大器上引起驱动相位问题,替换是排除这类问题的唯一方法。

2.功放模块漏极相位

当判断模块有问题时,有必要测量漏极相位。二进制放大器的漏极相位可调整。射频放大器的漏极相位互相之间应在±4o内,典型情况是在±2o内。

3.过度的漏极相位差异

如果一个模块的漏极相位超过技术指标,用一个不同的模块代替。如果问题在模块上,检查驱动相位、射频驱动变压器、以及MOSFET晶体管。如果不同的模块在同样位置仍然存在相位问题。检查功率合成器或效率线圈的抽头。

三、功放模块故障分析

查找功放模块问题最一般的方法,就是将修好的模块插入一个已知是好的工作台阶位置上,而把好的放大器插入出现故障的地方。由此可判断故障是由位置引起的,还是由放大器自身所致。在此种情况下发射机开的时间不要过长。

同一功放模块插在任何位置都不好。故障原因分析如下:

1.射频驱动不合适,测量射频推动电平。如果射频驱动不对,晶体管没有损坏,就要怀疑射频驱动变压器T1和T2以及控制极保护电路。

2.检查射频放大器上所有低压电路(开/关电路)上的元件。如果只是放大器的一边出故障,又未发现任何损坏的器件,取下放大器保险丝,检查推动信号的相位(模块之间驱动信号的相位应在±5o之内)。

3.检查所有的焊点,特别是驱动变压器T1和T2的负载,模块板上可能有虚焊点。查找模块故障时,第一步就是要检查功放模块是否存在虚焊,印制板线条是否存在断裂或打火痕迹,元器件是否有变色、损坏现象。

4.功放模块插座接触不良,插座上存在着明显的打火拉弧痕迹,轨道松动导致功放模块插不牢,插座和功放模块上的“金手指”不能很好地接触。

5.旧的或损坏的晶体管绝缘衬垫能够使晶体管短路。检查位于衬垫上的残余物,尖的毛刺或散热器上的突出点等。

在任意位置上功放模块表现一致性差。故障原因分析如下:

1.调制B-设置不当,设置不当可引起射频放大器随机故障。直流稳压电源为调制编码电路提供B-电平,该电平随功率控制电平和音频调制信号的变化做相应变化。当调制度在100%,额定功率10KW时,B-电压在-2V至-6V之间变化,其中-2V对应调制负峰,-6V对应调制正峰。

2.A/D转换电路设置不当导致功放模块出现随机故障。A/D转换电路板上的拨码开关和跳线控制发射机的RF采样频率和相位,采样信号的频率和相位决定了功放模块能否顺利开、关。

3.VSWR电路工作不适当。如果VSWR保护电路,包括振荡器同步电路设置不当,在VSWR条件下射频放大器会出现随机故障,检查VSWR电路,可按下控制面板上VSWR手动测试按钮,带通滤波器和天线VSWR的LCD都应该同时变成“故障”,然后回到“正常”。

4.发射机失谐。发射机失谐能使功放模块效率降低,同时使功放模块过热,长时间工作导致功放模块的场效应管损坏。

5.过载保护电路设置不当。如果过载电路设置不当或不工作,射频放大器在过载条件下就会出现故障。

6.空气流动不畅,通风互锁电路检测出风量不够,会关掉发射机。如果该电路损坏,过热的模块会发生永久故障。

在个别位置上功放模块的一致性不好。故障原因分析如下:

1.不适当的射频驱动

工作正常情况下,功放模块的射频推动值应在25~28VP-P之间。引起不适当驱动幅度与相位的原因可能是射频放大晶体管损坏、射频驱动电缆损坏、或母板(功率合成器)接触不良等。

2.不正确的漏极相位

功放模块MOS管的漏极开关波形的相位也必须在±5°以内。即使射频驱动信号相位正确,其它问题也能引起漏极相位超差。功放模块由于相位问题而出现故障总是在故障前工作一小段时间,这种情况下,这个模块总是比其它模块热。这是判断模块工作相位出问题的最好方法。

3.输出磁环损坏

检查磁环是否有裂缝或有放电痕迹。可通过合成器板上的痕迹或线圈(磁环)的颜色进行一些表面检查,但是更彻底的检查必须拆卸功率合成器板。

4.不适当的控制信号

来自调制编码板的开/关控制信号对各台阶来说应该在同一电平上。检查编码器输出,用万用表测量这些限信号的电平(1.2V左右)。

四、结束语

上述故障分析,是长期从事发射机维护工作的总结分析。对于维护人员来说,功放模块每一次处理出现的故障都要认真总结,对后续维护工作能起到事半功倍的效果。

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