DF100A型短波机故障轨迹的探讨

王静婉

（国家广播电影电视总局六四一台）

【摘要】 本文对DF100A型短波发射机的故障实例进行了梳理归纳，得到以射频通路、馈电系统和控制保护系统为主线的故障轨迹图。通过该轨迹图梳理，为日常的故障处理提供思路参考。

【关键词】 DF100A故障轨迹图 射频通路故障 馈电系统故障 控制保护系统故障

1 前言 DF100A型短波发射机的故障多且杂，本文将我台故障处理经验和同行前辈总结的故障集进行归纳总结，得到以射频通路、馈电系统和控制保护系统三条主线的故障轨迹，如图1。通过该轨迹，我们可以得到有关故障的常见类型，这为我们在故障处理中提供思路和参考，也有利于我们加深对发射机的理解。

2 射频通路故障

2.1 射频通路结构 载波信号通过一级一级放大，在高末级被调制，后经过谐振、滤波、阻抗匹配，至天线发送出去。如图2。

2.2 射频通路故障类型 将射频通路看作是二端口链路的信号传递。将各级放大级电路简化为有输入阻抗Zin、电压受控电压源μ*Uin和输出阻抗Zout的电路模型，如图3。根据最大功率传输定理，当二端口电路输出阻抗Zout和负载阻抗ZL（即下一放大级的输入阻抗Zin）达到共轭匹配时，使下一级负载得到最大功率。在发射机工作中，我们关心的是功率的最大输出。因此，当信号激励不足或过大、传输过程阻抗不匹配、电子管故障都将会直接影响发射机播出。以下就上面三个方面怎样影响发射机的工作进行举例论述。 1.激励不足：在射频通路这条链路上，每个节点都是下个节点的激励。当前级输出信号不足时，就会导致下一级推动不足，使整个射频系统无法工作在正常工作点上。这包括级间开路。以下举例说明。 故障实例1：频率合成器增益输出故障 故障现象：播音中，频综增益指针间歇出现瞬间抖动，宽放电流、高前阴流高末栅流抖动，联锁灯5闪烁，高周瞬间封锁，高末表值大幅摆动。 故障分析：频综输出信号不稳定，导致后级放大不稳定，使得机器频繁封锁高周保护。 与此类似的还有频综激励没有加足、1A9在个别频点频率响应不好、射频激励旋钮6R4没有加足、栅爪开路等。 2.激励过大：一般情况下，发射机的各级供电电压均是设定好的，这里的激励过大指故障导致中间级放大失控、或误操作使激励过大。这里较为典型的有1A9的失控故障。 故障实例2：1PS51A9取样电阻的滤波电容C2短路 故障现象：加高压，高前阴流0.6A，高末栅流0.8A，高末偏压800V，前级调谐无效，联锁灯5灭，PSM封锁。 故障分析：高末栅流1A9取样电阻R6被短路，1PS5A1启控，联锁灯5灭，高周保护；另一方面，1A9高末栅流取样信号为0，1A9静态工作点变化，输出失控。导致高末阴流、高末栅流失控。 3.阻抗不匹配：射频通路中，级间阻抗不匹配会造成信号输出衰减。特别是在末级输出网络，末级槽路、谐波滤波器、平衡/不平衡转换器担负着谐振、滤波、阻抗匹配的重要作用，阻抗不匹配直接关系着功率输出。以下通过一个常见的典型故障为例。 故障实例3：高末负载电容其一泄露电流大 故障现象：高末阴流过荷，高末调谐找不到谐点，屏压7KV，无功率输出。 故障分析：负载电容泄露大，改变了电容阻抗值，使得机器状态失谐。同时电容阻抗的变化导致整个πr网络阻抗变化，能量全消耗在网络元件上，使得无功率输出。 谐波滤波器、平衡/不平衡转换器的电容故障造成的阻抗不匹配，常导致反射功率过大或是驻波比保护频繁启控，严重的会造成高频吱火。 4.电子管故障：电子管在射频通路中具有及其重要的地位。其常见的故障有电子管老化发射不足、栅阴碰极、栅帘碰极等。下面就以栅帘碰极为例。 故障实例4：PA电子管栅极和帘栅极碰极 故障现象：未加高压，PA栅流表反打，静态偏压明显降低，PA帘栅流指示1A。 故障分析：没加高压，帘栅流1A，说明帘栅流回路有正向电流。而PA栅流反打，说明栅流回路有反向电流。静态偏压明显下降说明负载加重。常见的栅阴碰极会导致PA反打，静态偏压下降，但不会有1A 的帘栅流。此现象应是：PA管栅帘碰极后短路，形成了回路如图4：-400V静态偏压经正极→栅流表→1PS5R6→地→帘栅流表→2R6→帘栅电源→2L1→3R25→→3L16→帘栅极→栅极→3L11→3R19→3R23→-400偏压电源负极。电流方向与栅极相反，与帘栅流同向，栅流表反打，帘栅流指示1A。

3 馈电系统故障 3.1 馈电系统模型简述 发射机的馈电主要供给射频通路各级。将发射机的馈电系统简化为最简单的电路模型——电源和负载，来讨论电路故障。如图5。把开关K打开，电路开路，无电流；当电路过流时，将开关K打开，若电路中继续有大电流流过，说明电源端（以开关为界限）短路故障。若无，则可以判定短路故障在负载端。 3.2 馈电系统故障类型 按上述模型，发射机馈电系统故障，可以分为电路开路（包括电源端和负载端开路），电源端短路、负载短路。以下结合发射机故障例子进行论述。 1.电路开路：无论是电源端或是负载端开路，电路无电流。发射机中常见的故障有高末栅极开路，高末灯丝开路，高前屏压开路（1PS6R33开路），高末帘栅开路，包括功率模块故障导致甩开等。下面以高末帘栅开路为例。 故障实例5：高末帘栅通路3R25开路 故障现象：发射机正常播音时，忽然无功率输出，观察各级表值，高末帘栅压为零。帘栅模块灯灭。重加高压，帘栅模块灯亮，但无帘栅流，输出功率为零。 故障分析：首先判断帘栅模块正常，检查高末帘栅通路，发现3R25一端电阻卡子烧断开路，帘栅压未送至电子管帘栅极，不能对电流形成有效拉动，高末无输出。 处理馈电系统开路时采用逐点电压测量的方法，在负载端测得无电压后，逐点向电源端测量，直至线路开路处。 2.电源短路：电源端短路故障一般是电源元器件绝缘下降，对地击穿导致。例如末前级电源4KV输出阻流圈对地绝缘降低、末前滤波电容1PS6C1击穿、低通滤波器上电容漏油绝缘下降等。 故障实例6：14KV高压线屏蔽层（接地）与14KV高压放电线击穿 故障现象：播音中，听见打火声掉高压，高末阴流过荷，调制器过荷。重加高压，高末屏压仅1.5KV，就出现高末阴流过荷，调制器过荷。 故障分析：从3L14端甩开负载，加高压，现象依旧判断故障在电源端。用绝缘摇表分段测量对地阻抗，发现桥架内高压电缆和高压放电线放置一起，因绝缘皮老化，导致高压放电线对高压电缆内的金属屏蔽层（接地）击穿短路。 3.负载短路：常见的负载短路故障有交流通路的旁路电容击穿、用于防止高频信号串入电源的滤波电容对地击穿、放电球距离太近、元器件打火等。具体的如3C33击穿、3C29、C30灯丝薄膜电容击穿、高末帘栅薄膜电容3C31击穿、3L14打火等，这些故障都将造成发射机过流。 故障实例7：末前偏压通路滤波电容3C48绝缘下降 故障现象：末前级过荷，末前偏压偏小。 故障分析：栅极是电子管的控制栅，防止电子失控涌向屏极。当栅极通路绝缘下降，负载变大，末前偏压减小，导致末前阴流过荷。经测量3C48对地阻值下降为5KΩ。 线路过流时，将线路开路，可以通过重加观察是否依旧过流，用于排查故障点位于电源侧还是负载侧，也可以分别对电源和负载进行分段绝缘测试，找出故障点。

4 控制保护系统故障 发射机的控制保护系统起着“中枢神经”的作用。将这个大的系统划分为相互连贯的三个部分：控制、执行机构、信号采集和故障保护。

4.1 控制类故障 DF100A发射机的控制系统主要包括了继电器控制、调谐（伺服）控制、PSM调制器控制。

1）继电器控制故障种类多，且细小，但却不可忽视。其直接关系到发射机工作顺序、工作任务的执行。 故障实例8：高末灯丝二段延时继电器1K26故障 故障现象：检修后合主控，高末灯丝电流仅200A，1单元有糊味，灯丝限流电阻1R1过热。 故障分析：从高末灯丝电流为200A，判断灯丝二段没加上。检查为1K26线包端子松动。

2）调谐系统是发射机的关键部位，其作用是伺服调谐元件至谐振精确位置。调谐控制系统集成电路多，复杂。细小的故障，都可能导致所带动的调谐元件不到位或错位，使得谐振网络失谐，对发射机造成重大影响。常见的调谐控制故障有允许调谐灯不灭，随动电位器故障造成的调谐电源短路、传动装置卡死、马达往单方向跑、调谐找不到谐点等。 故障实例9：电位器参数设置不当致使短路棒不到位 故障现象：播音中，高末阴流过荷掉高压，重加，高末阴流过荷，调制器过荷，三箱有打火声。检查发现短路棒顶棒在第八波段位置未伸出，外环未接触，内环卡环烧毁，并打穿短路棒漏水。 故障分析：经检查发现该频率自动化波段保存值，在顶棒主动电位器参数变化后未更新，造成短路棒未到位。

3）PSM调制器控制是载波音频调制的控制中心。9单元PSM调制器控制器包含了13个单元模块。常见的故障有音频通路故障（因音频信号直接输入9单元，故将音频通路故障归入PSM调制器控制故障）、发射机无法升功率、光发（收）光缆头松动造成模块不工作、功率模块控制小板故障等等。 故障实例10：9A11与母板接触不良 故障现象：检修后试机，载波正常，发射机无调幅度。音频处理器输出正常，重新拔插9A11输入输出板后正常。 故障分析：9单元输入/输出板与母板插接接触不良。

4.2 执行机构故障 发射机的机械结构、电机马达是属于发射机的底层执行机构，也是完成任务的直接部件，其故障将直接对发射机造成影响。 发射机的执行机构包括了风水辅助设备、调谐马达传动装置、转换开关等其他机械传动机构。常见的故障有马达传动装置拨片太紧导致卡死、或太松导致错位。传动装置微动开关故障、水泵电机故障、风机故障、天线转换开关不到位，各种部位机械结构造成的故障等。 故障实例11：天线馈芯接插件接触不良 故障现象：在较长的一段时间内，我台B02号机播音过程中，间歇出现反射功率过荷，严重时反射功率连续过荷，机器保护。偶尔有听到广播声。 故障分析：在排除了反射功率表6A3、1A17误动作，反射耦合取样头故障，平横/不衡转换器故障、谐波故障后，检查馈管，发现系馈芯接插件接触不良烧毁严重。

4.3 信号采集和故障保护故障 信号采集是为了了解运行状态，并使机器自行故障保护。DF100A发射机的信号采样有外电取样，射频通路上各级电压、电流取样，入射、反射功率取样，水温水位，风量取样等。故障保护有过流掉高压保护、外电保护、联锁控制1至5封锁功率切半功率保护、水位水温保护、门开关保护等。以下以信号采集系统故障为例。 故障实例12：末级屏压取样电阻故障 故障现象：在高功率状态下，屏流9A，高末屏压偏小，输出功率约80KW。切换至低功率状态，屏流6A，高末屏压约7.5A，输出功率正常。 故障分析：用高压探测棒测试屏压输出正常，观察到屏压一1MΩ自动化取样电阻吱火，使得表值取样不准确。 信号取样为判断故障提供了依据，故障保护防止了故障扩大化，也指示了故障位置所在。与此同时，当信号取样和故障保护出故障时，则会对我们造成错误的假象。因此，处理此类故障，很重要的是区别故障现象的真假。常见的“假”故障有：联锁1至5控制线路故障、取样电路故障造成机器误动作（如上面的例2）。

5 小结 本文通过对故障类型的梳理，总结DF100A型机故障轨迹，进一步地了解发射机故障的种类，和提升了处理故障的效率。在对故障类型的梳理还存在许多不足，一些故障类型还有待进一步丰富补充，如自动化故障。随着发射机的技术的发展，新的技术带来智能化先进性的同时也带来了维护问题的挑战。这还有待于我们不断在工作中学习和总结，累积经验。