调频发射机功率放大器故障分析与判断

摘要：我们通常根据调频发射机的功率放大方式、波段、输出功率的大小、高频线性功率放大器采用的放大器件等因素来区别调频发射机类型。按高频功率放大器运用的放大器件可以分为：电子管调频发射机、调频发射机、感应输出管调频发射机、速调管调频发射机等。

关键词：调频发射机；功率放大器；故障分析；判断

中图分类号： C35 文献标识码： A

引言：F103S-10kW调频立体声发射机是目前宁夏广播电视台使用的设备，有8个电路结构相同的1.SkW功率放大器，其输出功率经合成器合成为10kW功率，这八个功放中每个功放的内部结构都是一样的，包括：输入射频线、衰减器、30W前级预放、6个300W功放模块、功率分配器、功率合成器、带有定向藕合器的谐波滤波器及检测单元。在实际使用过程中，突出显示了如下故障：30W前级放大4DB衰减器故障；300W末级放大故障；1.SkW功率放大器的功率合成；功放内部分配器故障。

1、功率放大器的优点

（1）良好的匹配：在宽频带范围内可以使输出匹配网络和输入匹配网络与高频的大功率线性晶体管保持优异的匹配。（2）噪声系数较小：容易实现单级标准化而且能获得较小的噪声系数，所以，能多级任意连接，每级之间互不干扰，这个优点在设计以及调试多级宽带放大器的过程中更加明显。（3）频带宽：在宽频带范围内的相位线性度、增益平坦度、互相调制的特性和增益的压缩特性等诸多方面都较单端式放大器优越很多。（4）可靠性高：平衡式放大器的可靠性更高，即便某个大功率高频晶体管或者该支路的别的元件失效，可能会降低输出功率增益，但不会使整个放大器停止工作。（5）动态范围大：其动态范围较单端式的放大器要大3dBa。

2、功率放大器维护注意事项

2.1大功率场效应晶体管的使用与保养

目前国内外一般采用半导体场效应晶体管IMOSFET）作为固态功率放大器的功率器件，在维护的过程中应注意一下几点：（1）功放管的保存方法。因为MOSFET器件输入阻抗特别高，不容易泄放栅极感应电荷，由此产生的高感应电压，特别容易击穿栅极绝缘层，所以保存的时候应特别注意。可以把器件保存在防静电的包装盒里；也可以将功放管用铂纸包裹起来并使各电极短接后存放在金属屏蔽盒里；注意尽量避免存放在强磁场环境中。（2）功放管的使用方法以及注意事项。在安装和使用的过程中应注意：a.操作手腕上必须带上防静电腕带；b接触功放管前应用手摩擦接地线（机房和工作室一般都有工作接地），放掉人体聚积的静电，防止静电损坏到管子；c.冬春干燥季节接触到功放管时不要在身体或衣物上摩擦，以防止感应静电损坏管子；d.安装或更换管子时，应先在散热器上安装功放管，清除残存的导热胶，均匀涂抹上新的导热胶，以保证良好的热传导；e.焊接管子电极时使用防静电烙铁或者事先拔掉烙铁电源的插头，单次焊接持续时间应在5s以内。为了防止虚焊，应采用高质量的焊锡丝，可以运用间隙重复焊接几次的方法。上述方法可以确保不损坏新安装的功放管。需特别注意的是MOSFET场效应晶体管的内部含有剧毒氧化钵物质，千万不要用传统的晶体管测量办法一一用舌头舔电极等，不要直接触摸，以免中毒，要对坏管子妥善处理。

2.2功率放大器维护注意事项

发射机的核心电路是高频功率放大器，而高频功率放大器是由分配器和合成器、功放模块、低通滤波器以及监测单元组成的。功放模块有是由功放管、输入匹配回路以及输出匹配回路组成的，在维护和使用高频功率放大器的过程中需注意以下事项：（1）通电前进行严格检查。在通电前需严格检查：a.放大器电路元件之间有没有漏焊、连焊和虚焊，各元件的连接与电路原理图是否一致，各个元件之间有没有碰极和短路的现象；b.功放管的安装螺钉有没有上紧；c.接通电源C一般为28～48V）前用三用电表测量电源对地电阻C通常在几百欧姆左右）是否有电源短路的情况；d.检查高频电缆插件、插接件以及引线是否可靠。（2）高压未接通低压电源己接通前的检查：a.功放管的保护控制管必须是截止状态；U.调整功放输入激励使其在最小位置。（3）功放高压电源接通后的检查：a.测量功放管的漏极电压是不是在工作电压（如48V）上；b.功放功率输出的控制情况的检查；c.模拟电源短路或功放过载状况，确保对功放管的保护功能正常；d.常常检查功放散热的风机，扫除尘埃，防止因散热不好损坏功率放大器。

3、前级放大常见故障

3.1 4DB衰减器故障，它的损坏通常造成该功放的输出不稳定，功率时高时低，多数是该元件的内部热稳定性不好导致元件变形

所致。

3.2 30W功放的LM317HV故障，在实际使用过程中，该元件损坏率极高，经常导致工作电流下降，进而1.5kW功放的整体输出功率下降。更换LM317HV后会恢复正常。但由于该类型号元件本身存在一定问题，最终采取的方案是通过跳线方式甩掉该控制线路。

3.3 30W功放无输出，查栅极偏压为负，说明功放管处于截止状态，查30W栅极偏压电路，士12V电源均正常，但当XS3-10端无论有还是没有一12V电压，V3的集电极均为一12V，拆下V3测量发现已经被击穿，更换V3后正常。（见图3）。

4、300W功率放大板使用双BLF278管组成的推挽放大电路

电源由DC45V提供。在日常使用过程中，由于合成部分的原因，通常会造成该系列放大板的双BLF278管单侧损坏。值得一提的是：该放大管的损坏很大程度上会伴随输出合成部分的元件损坏。在更换该管的过程中，需要严格遵守场效应管的除静电原则，防止造成击穿。该管的判断，通过万用表实测和下机瞬间的温度差异比较可以直观的判断该管是否工作。

1.5kW功率放大器的功率合成，采用微带线两两合成方式，各级之间采用平衡电阻隔离，实际使用过程中，很多故障都是出现在平衡电阻损坏，同时伴随着BLF278管的损坏，因此，在实际故障判断过程中，如果发现该组当中的任何一个平衡电阻损坏，必定要逆向探查前端的BLF278管。方法之一，是通过万用表实际测验联组在网络的实际阻值，当两组阻值明显不一致，必定有一组出现了较大故障。需要更进一步的检查。该放大部分的损坏有很多因素，包括45V电源不稳定、输出滤波器故障，该功放输出线短路、断路。调整电路失谐产生自激振荡等等。在恢复该放大部分之后，要细查以上导致故障存在的可能性。

功放内部分配器故障通常体现在焊接工艺不好，导致前级放大输出功率无法提供给末级单侧功放组（每3个功放一组）。重新焊接能够快速恢复。该故障一般不会被检修人员注意，在实测过程中，使用万用表检测末级合成阻值可以发现故障放大级网络阻值明显低于正常放大网络阻值，在排除该网络基本单元故障之后，应把重点放在该处，显而易见的是该功率放大器热拔下来，手触该故障组功放单元，放大管多数为管体凉，不属于工作的发热状态。

综上所述，该机的常见故障已经基本叙述。在通常的技术检修过程中，只要细心维护，多数故障是可以避免的。

结语：调频发射机的功率放大器的维护和故障检测十分重要，本文介绍了功率放大器的维护和故障检修方面的一些经验，希望对放大器的维护管理有所帮助。

参考文献：

[1]万本忠.广播电视调频发射机维修中常见错误评析[J].数字化用户，2013，04：99.

[2]赵敬陆.辽数固态调频发射机与多工器不匹配解决方案[J].视听界（广播电视技术），2013，03：89-90.

[3]李卓新.调频发射机的故障分析与维护管理[J].电子制作，2013，20：158.

[4]胡一梁.基于软件无线电技术的调频发射机设计[J].中国有线电视，2011，03：290-292.

[5]胡子德.FM3000W调频发射机功放管工作原理及检修浅析[J].信息通信，2012，04：289-290.

[6]李贺.10kW调频发射机的常见故障及处理措施分析[J].科技创新与应用，2012，24：105.