中波发射机射频功放模块的故障检测与维修

中波发射机射频功放模块的故障检测与维修

陆赛凤

南京长江电子信息产业集团有限公司、江苏南京 210046

摘 要：中波发射机使用数量最多、应用范围最广。在日常维护过程中,应该对其进行定期维护和检修,以保证中波发射机能够正常运行。本文主要针对中波发射机射频功放模块的常见故障进行分析,并提出相应的解决措施,希望可以为相关人员提供一定参考价值。

关键词:中波发射机;射频功放；故障检测  

0引言

中波发射机是我国重要的无线电通信设备之一。在实际使用过程中,由于各种因素影响,出现了许多问题,严重制约着中波发射机的正常运行和工作效率。为了有效解决这些故障问题,需要对中波发射机进行全面分析、研究,找出其中存在的主要故障原因并采取有效措施加以解决。本文将以某型中波发射机为例,介绍其常见故障及处理方法。  

1 射频功放模块主要构成和基本工作方式

射频功放模块由电源模块(包括整流器、滤波电路等)、功率放大器、数字信号处理器以及数据采集卡组成。其中,电源模块是整个系统的核心部件,其性能直接影响着整个系统的运行状态;而功率放大器则负责将输入信号进行处理并输出到相应的控制电路当中去;而数字信号处理器则通过对各种不同类型的波形进行分析来实现对于各类信息的有效获取。在实际应用过程中,还需要配备一个单片机系统作为主控芯片,该系统可以完成对各个部分的监控功能,同时也能够为其他设备提供数据接口。此外,还要配置一个可编程逻辑控制器,它负责接收来自于单片机系统内部的各路信号,然后再经过运算后得出最终结果。在实际应用过程中,为了保证系统能够正常稳定地运转,需要确保电源模块输出端的供电电压处于安全电压范围内,同时还要注意避免出现过压或者欠压现象。此外,在具体使用过程中,要根据实际情况合理选择合适的供电电压,以免出现过大或过小的问题。在实际操作时,可以先对电源模块进行通电预热操作,然后再逐渐打开开关电源,这样就会使得电源模块输出端的供电电压始终保持在一个较高水平上。最后,通过对通信控制板的设置来实现对整个系统的远程监控、诊断以及反馈等功能[1]。当然,如果是由于外部原因导致了通讯控制板无法正常运行,那么就必须及时将其关闭,并且重新启动相应的软件程序,从而达到更好的效果。另外,在实际应用过程中,还应该做好相关记录,包括各个环节的数据信息,比如说当前的温度、湿度等等,这些都属于反馈数据,而且这种反馈数据具有很强的时效性,只有在修调后才能得到有效的保存。

2 射频功率放大模块故障判断方法

52个功放模块以插拔方式连接到同一个电源插座上。其中4个功放模块采用双电源供电方式;另外2只功放模块则采用单电源供电模式。在使用过程中发现,当采用双电源供电时,由于两路输入信号同时进入功放内部,导致功放输出端电压不稳定、波形失真等问题。因此,为了解决上述问题,需要对其进行优化设计。

2.1通过更换模块位置判断故障部件的思路

在同一个接口位置出现异常情况后,可以根据以下几种思路来分析故障原因。第一种是将功放模块拆分为两个独立的部分,分别用一个开关扳手和一个继电器控制电路实现各自功能。第二种是将功放模块拆开并重新组装成一个整体,然后再用一个开关扳手和一个继电器控制电路实现各自功能。第三种是将功放模块断开,使得电路处于断电状态,这样就能够避免因开关扳手或继电器失灵而造成的功放模块损坏问题。

2.2根据维护功放模块的测试结果，快速确定故障位置

测试结果表明，两个功放模块在同一接口位置连续损坏，故障是由接口位置引起的。此时，需要更换功率放大模块;如果出现了两种不同类型的故障现象,则要先检查功放模块是否有接触不良或者其他缺陷,如接触不良、短路等,若没有上述情况发生,那么说明该处存在着一定程度的漏电,此时可通过对功放模块进行通电处理后,观察其输出电压波形变化,从而确定出该处所产生的低电压,进而判断出是由于功放模块内部线路连接不良所导致的还是外部电源线引起的。

当然,还可以利用功率合成器来实现这种功能,具体操作是将输入输出端口分别接到功率合成器上,然后再把两个功率合成器串联到一起,这样就能够形成一个完整的电路系统,并且使得整个系统具有较高的可靠性和稳定性。但是,在实际应用过程中,会遇到一些特殊情况,比如说短路缺损、过载保护以及功率合成器自身的问题等等,这些都可能造成输出功率不均衡或是输出功率不足,而且还会影响到最终的输出效果。

3 场效应管几种测试判断方法

3.1在故障电路板上直接测量和判断场效应管的质量

场效应管有一面朝下,管脚朝向测量人员。若场效应管无字的一面朝下,则表示场效应管有字不佳;若场效应管有字的一面朝上,则表示场效应管中有字。在一般而言,场效应管在字的一面朝上的时候,其质量明显优于一面朝下。在场效应管有字的一面朝下,应该首先对场效应管分割后对其进行测量,再根据故障点进行分析判断,判断是否需要更换,并及时采取措施。如果故障点为低阻或高阻时,则可以在故障点处安装稳压管,使其具有较小电阻值,进而使得故障点处电压值变得较小,这就能够有效减少故障点处所带来噪声干扰。当故障点为高阻时,可将稳压管直接插入到故

障点中,然后通过测试电路来确定故障点处的电平值,从而实现故障点处的准确定位。另外,还要注意观察场效应管有无短路现象发生,若有,则要先断开电源,然后逐一地检查各个分路之间的连接情况,最后结合实际情况来分析判断故障点。为了避免出现漏电问题,必须要做好相应的保护工作,以免由于电流过大而烧坏整个设备。此外,还应定期检查各类电气设备中的各种参数,如电压、电流等,一旦发现异常,则需立即切断电源,同时利用万用表和示波器来读取数据,确保数据的一致性。除此之外,还应对每个故障点的具体情况进行记录,这样才能保证数据的完整性,便于后期检修时使用。

3.2用指针万用表测量场效应管

如图1，把万用表调到 R×10 K的电阻位置：红色表笔和 S电极接触，黑色表笔在 G电极上轻轻一碰， G- S电极之间的电阻应该很高。红色表笔笔尖接 S极，黑色表笔笔尖与 D电极连接，这时D- S电极的电阻应非常低，而指针万用表显示的电阻应接近0欧姆，表明D- S电极已经被触发。

图1 ①②正向导通示意图

如图2，将指针式万用表调到 R×10 K的电阻位置：黑色表笔接场效应管 S极，用红色表笔在 G极上轻轻点一下，使 G极变成负电压。红表笔接 S，黑色表笔接 D，这时D- S电极间的电阻应较大，而指针万用表所显示的电阻应趋于∞，表明D- S电极已被触发器切断。通过上述正负运行试验，如果试验结果如上所述，则可以得出场效管质量良好的结论。

图2 ①②③④夹断测量步骤示意图

3.3用数字万用表测量场效应管

把数字万用表调到“二极管”位置，用红色的表笔与场效应管 S相连接，用黑色的表笔与 D电极相连接，测量的结果是0-1 V,5-20 mΩ；然后把数字万用表调到“三极管”，把 FETS电极用红色的钢笔连接，用黑色的钢笔把 D电极连接起来，测量的结果是0-2 V,10-30 mΩ；最后把数字万用表调到“四极管”，把 FETS极与红色的表笔连接起来，用黑色的钢笔与 D电极相连接，测量的结果是0-3 V,15-40 mΩ。

3.4用简易的测试电路来判断场效应管的质量

通过12 V电源、12 V指示灯对场效应管进行正向关断、反向关断、反向关断、反接等操作后，利用“向导通断”功能，在“向导通电”时，对场效应管的性能进行了检测。如果测量到的电压为0，则表明 FET出现了故障，这时可以利用“向导通断”的功能来检测 FET有无泄漏。当测试到的电压值为1~3V时,说明该晶体闸流管已经处于过载或欠压状态;当测试到的电压值大于4V时,说明该晶体闸流管已经发生了击穿或者熔断现象;当测试到的电压值小于5V时,说明该晶体闸流管处于正常工作状态。根据以上分析结果可知, FET存在着一定程度的短路故障,而且这种短路故障是由于晶闸管内部的绝缘层被破坏所导致的。若测得的电压值大于等于零时,则表明场效应管正常工作,可以直接使用[2]。

4 场效应管存取、测试、更换注意事项

场效应管作为一种电压控制器件，具有很高的栅极输入阻抗，一般为几十欧姆至几百欧姆之间[3]。当使用场效应管进行整流时,由于栅极输入电阻较低,会导致输出端的电压出现较大波动;而且栅极输入阻抗也是影响场效应管性能好坏的一个重要因素之一。因此,要想提高场效应管的工作效率就必须对其进行合理地设计。

5 小结

  综上，在中波发射机使用过程中,由于受到多种因素影响,导致其出现了许多问题。其中最为常见的就是功率放大器损坏和数字调幅电路板烧毁等现象。针对这些情况,相关人员应当对此进行深入分析并采取有效措施加以解决。首先,要加强对中波发射机的日常维护管理工作,避免因人为操作失误而引发发射机故障;其次,还要做好中波发射机的定期维护工作,及时发现中波发射机存在的故障隐患,从而有效地降低中波发射机发生故障的概率;最后,为了进一步提高中波发射机的运行效率以及可靠性,还需要加大对中波发射机的检修频率,确保检修质量符合标准要求。另外,在实际检修过程中,还可以通过更换不同型号的发射机来实现对中波发射机的全面检查和优化处理,以便于更好地保障中波发射机能够正常稳定运转。

参考文献:

[1]许力,陈福东,徐秀红,唐庆滨.中波广播发射机射频功放模块的故障检测与维修经验[J].中国有线电视,2022(09):42-45.

[2]吕定洪,吕定汉.中波广播发射机故障实例分析[J].广播电视信息,2021,28(10):84-86.

[3]王肖铧.中波广播发射机功放模块故障原因分析[J].西部广播电视,2020,41(23):220-222.

作者简介：

陆赛凤（1993-），女，汉，江苏启东人，大专，助理工程师，技师，主要从事多型设备组件生产、调试、故障处理等工作。