418E型100kW PSM发射机的几项实用技术改造

张敏

(国家新闻出版广电总局501台)

[摘要] 本文介绍了418E100KW PSM短波发射机上自动增益控制器、调谐继电器、3C33的作用，分析了实际维护中存在的问题，并针对存在的问题进行了实用技术改造，对减少停播事故发生确保三满播出起到重要作用。[关键词] 发射机 存在问题 技术改造1．前言 我台有两部418E型100KWPSM发射机，至今已经有近20年，进口发射机备份元器件一直是一个大问题，我们在维护及经验积累中通过吸收消化，逐步实现元器件国产化的同时分析了实际维护中存在的问题，并针对存在的问题进行了实用技术改造。本文就自动增益控制器、调谐继电器、3C33的实用技术改造为例进行介绍。2．自动增益控制器改造2．1 自动增益控制器的作用、工作原理自动增益控制器(1A9)是100KW PSM短波发射机射频激励调整的关键部件, 它的作用主要有两个:一是手动通过发射机面板上的可调电位器(激励衰减器)对射频激励信号大小进行调整以达到控制射频增益大小；二是由于激励增大会导致IPA阴流、PA栅流增大，通过对IPA阴流、PA栅流成正比取样，将两个取样来的反馈电压通过1A9板的两个光电隔离器4N26耦合后用于自动对激励信号的大小进行调整,以达到保护设备的目的，是一个非常重要的组件。电路方框图如图1所示：

（图1）电路方框图

电路中首先对输入信号进行处理，然后对得到的100-50mV射频电压进行幅度控制，正常情况下放大到1.0-1.5V左右输出。两个反馈信号则在-4.64V到-4.66V之间对放大前的射频信号幅度进行线性控制，但反馈信号小于-4.66V时将射频信号衰减为零，超过-4.63V时则保持射频信号幅度。通过上述说明，可以清楚地看出，自动增益控制器实际上是对100-50mV的射频信号进行放大，这使得自动增益控制器对抗干扰的要求比较高。2．2 自动增益控制器存在的问题原自动增益控制器如下图2所示

（图2）改造前

从图中可以看出，原电路板设计的极其不规范其线路结构凌乱, 架空连线相互交错，极易造成悬空引线之间发生信号串扰或引入干扰信号，对自动增益控制器乃至整个发射机均产生很大影响，单是电源电磁干扰、高频干扰的串入就可能会引起发射机产生振荡造成过荷、打火甚至开不了机，虽然通过更换不同的1A9或许能够暂时解决问题，但是随着千变万化的电磁环境的改变说不上什么时候又出问题，达不到标本兼治；同时自动增益控制器又是一个故障多发点,而它的输入、输出要通过外壳上的端子板6个线鼻子连接，所以更换时间较长.整个器件更换时间需要5分钟左右，因此必须进行改造。2．3 自动增益控制器的改造

（图3）改造后

如图3,由于自动增益控制器电路本身无太大问题，仅电路板的排版设计存在缺陷，因此重点对原电路中设计不足之处进行优化，重新设计制作新电路板，具体如下：(1)严格按照高低频线路分开原则,并且在电路板的两面均增加高效网格屏蔽层；(2)将架空连接线设计到电路板中，没有杂乱无章的连线和吊接器件，提高了器件抗干扰能力，运行更加稳定可靠；(3)针对原电路板上一些不规范焊接器件对线路进行改进，并改进自动增益控制器外引线的连接方式，由端子板连接改为插件连接，使得整个器件更换时间仅需要20秒左右，最大程度的缩短了处理时间。3. 调谐继电器改造3.1 调谐继电器的作用100KWPSM418E型短波发射机美国大陆公司进口，该型号发射机有10个频率预置频道，每个频道使用了1个6对接点的频道继电器，其中5对传送对应频道五组调谐器件的预置位置信号，另1对供频率编码板使用,全机10个频道共使用10个6对接点的继电器。3.2 调谐继电器存在的问题该机现已经连续使用近20年，在调谐继电器已无备份而且因为发射机承担试验任务操作多动作频繁故障频发的情况下，我们一方面加强维护，另一方面积极寻找备件。国内继电器多为4对接点，6对接点的继电器价格昂贵每个均在1000元左右, 一部发射机更换10个频道的十只继电器,按国内价格计算需要10000元人民币而且需要定做,如更换为进口继电器则价格更高。如果直接按DF100A发射机改造，用4对接点的继电器，每一个频道要用两个继电器，则要在底板上重新开孔放置对应继电器底座，但底板上还有众多元器件和上百根连线，空间远远不足；如果更换为DF100A发射机调谐继电器底板6A2,也可以解决继电器问题,但要完成6A2上近200根连线的焊接和40多根外连接线，需要花费很长的时间。3.3 调谐继电器的改造3.3.1 继电器的选用经过考察我们选用国产的有2对接点价格便宜但是性能可靠的小信号继电器，每个频道用3个，改造后一部发射机一次更换10个频道只要30个继电器即可完成, 而且每个小信号继电器独立安装在自己的座子上，可以根据故障现象定位到某个继电器问题，方便维护；3.3.2 设计制作了印刷电路板采用印刷电路板，板上为每个小信号继电器设立独立座子，一部发射机用两块电路板，每一块电路板上安装五个频道的调谐控制继电器，同时链接信号的输入输出采用插件，在其上安装插件方便维护并大大地节约了更换时间；如图4所示：

（图4）继电器板

3.3.3 增加工作频道指示电路板上对每个频道都设计了指示灯，使用该频道时其对应指示灯被点亮，方便查找处理故障。3.3.4 改造调谐控制板6A2 在6A2上安装插件底座，原线路只需焊接到插件底座上，这样方便对原线路的改接而且整齐美观，将电路板插接到6A2插件底座上，完成替换工作安装方式简单可靠，减少故障更换时间。分两次改造一次改造5个频道的前后对比如图5：

（图5）改造前后对比图

3.4 调谐继电器改造后的特点电路完成后，外接定时电路，以吸合3秒，释放5秒的方式，进行了两天多连续考验，期间无异常情况，工作稳定。25000多次的动作证明电路和器件的可靠性高；国产化继电器代替进口器件容易购买，价格便宜，经济效益可观，一部发射机更换10个频道的十只继电器,按国内价格,改进后一次更换10个频道的所有继电器,不到300元人民币即可完成,大大地节约了维护经费，又保证调谐器件预置信号不失真传输。4. 3C33的改造4.1 3C33的的作用

（图6）

如图6所示，由于IPA屏极谐振器件包括：3C19、3L9、3C21、3C33以及PA级输入电容，PA中和电桥是由中和电容3C34、穿心电容3C33、极间电容Cag1和电子管的输入电容Cin组成，所以3C33既是IPA屏极谐振回路的一部分，又是PA中和电桥的一部分。4.2 3C33存在的问题4.2.1 3C33国产化后存在的问题在原有进口3C33的备件使用完以及逐步实现元器件国产化后，3C33也由原来进口的圆筒形被国产的圆饼形穿心电容替代如图7，但是使用该圆饼形电容后，不完全统计，每年每部发射机均会发生几次3C33穿心电容击穿烧毁故障，工作频率越高的发射机发生的次数越多，尤其是17MHz以上特别是发射机开21MHz时3C33穿心电容频繁击穿烧毁。而该故障每发生一次，均会造成10分钟以上的停播，这一故障对发射机安全播出影响巨大。

（图7）

4.2.2 问题分析（1）因3C33的标称耐压为12KV，而IPA级屏压仅4KV，不可能将3C33击穿，所以将3C33击穿的高压应该是PA级的高压。如果中和电容Cn与3C35打火，将把PA级的高压引到IPA级，会把3C33击穿，实际工作中，也确实存在中和电容Cn与3C35打火的情况，但是可以通过正确调整4KV放电球的距离使其在发生上述问题时通过放电来保护IPA级线路中的元器件（包括3C33）免受高压冲击。（2）通过对多个损坏的圆饼形3C33观察不难发现，几乎都是由于中心杆过热后耐压降低最后击穿烧毁所致。关机后通过对其点温圆饼形3C33温度有的达75℃以上；而圆筒形3C33为中空结构，工作时温度较低，使用十五年多，虽然也有3C35对中和电容Cn打火，但从未发生过3C33因为击穿而造成的损坏（基本是中心脱焊损坏）。那么造成圆饼形3C33中心杆过热应该是高频信号烧坏所致。（3）两种电容在418E型发射机的安装如下图8所示：

（图8）两种电容的安装图

对比两种电容在418E型发射机的安装位置，从上图可以看出，由于两种穿心电容3C33结构的不同，圆筒穿心电容由于是长形，在发射机上安装时与中和电容的连接片相对短些；圆饼形穿心电容由于是饼形，在发射机上安装时与中和电容的连接片相对长些。由此可知圆饼形穿心电容在发射机上安装时与中和电容的连接片相对长些，差不多要多出7cm,那么它的引线电感相对就要大许多，这可能就是其高频特性极差导致发射机工作频率越高3C33发生击穿烧毁的次数越多，尤其是17MHz以上特别是发射机开21MHz时3C33穿心电容频繁击穿烧毁原因。4.2.3 问题证实带着这一个想法我们用网络分析仪对圆饼形穿心电容进行实际测量，很快就得到证实：圆饼形穿心电容当工作频率在17.4MHz以上即成感性，加上安装时与中和电容的连接片较圆筒穿心电容多7cm,那么在实际工作时它将失去原有的电容作用，取而代之的是一个电感，工作时温度达75℃以上甚至更高造成中心杆过热耐压下降击穿的应该就是高频烧坏所致。而圆筒穿心电容引线电感相对小些，经测量21.6MHz才表现出感性，所以高频特性就优于圆饼形；另一方面其结构为中空冷却风可以自上而下吹风，对其降温，所以这种型号电容在发射机工作频率范围内不会出现温度过高、高频烧坏的现象。4.3 3C33的改造4.3.1 寻找进口圆筒形穿心电容替代品经过努力，我们在市面上找到一种用于射频烘干机、高频焊接机等的圆筒形高频陶瓷穿心电容，其容量、耐压、几何尺寸也和进口的吻合，但是价格却便宜许多，便购回上机试用。4.3.2 对中和电容安装固定支撑考虑到冷却风量大，风吹到中和电容极板上可能会晃动而带动穿心电容中心杆，时间长了会造成中心杆与连接极板拉裂、分离而损坏，我们又用聚四氟棒作支架把中和电容极板固定于机箱板上，这也可以防止检修或者处理故障时不小心碰到中和电容极板而造成3C33损坏。4.3.3 问题解决上机时就利用原有的进口3C33的安装孔、连接片，无需再开孔就可以完成安装，适量调整发射机中和，尔后发射机一直从低频开到高频，运行稳定一年多来没有发生因3C33问题的造成的停播。如下图9所示：

（图9）改造后图

5. 小结本文介绍了418E100KW PSM短波发射机上三个实用的技术改造，既解决了发射机备件问题，又降低了维护难度，使发射机运行更加稳定，减少了停播事故的发生确保三满播出。 编辑：中国新闻技术工作者联合会