TSD―25型DAM中波发射机功放板故障指示二极管误报警现象的分析和技术改造

0 引言

2005年，我台引进了TSD-25型DAM中波数字发射机。该发射机采用数字技术进行调幅，其功放板选取大功率MOS场效应管，采用高效的丁类开关放大电路，具有效率高、工作稳定、故障率低的特点。

但该功放板设计上也有不足之处：在发射机正常工作、功放板上的元器件并没有损坏的情况下，功放板上的故障指示二极管却点亮报警，使值机人员无法根据故障指示判断功放板是否损坏；而且当有功放板确实损坏时，又无法根据故障指示迅速准确地判断是哪一块功放板损坏，从而给安全优质播出工作埋下了隐患。

我台技术人员经过技术攻关，对功放板进行了改造，取得了较好的效果。现对改造思路和方法作一叙述和分析。

1 功放板故障报警设计原理

该发射机的功率放大部分共用64块功放板，每一个功放板用八个大功率MOS场效应管（型号为IRFP350）组成H型桥式开关放大器。桥式放大器由2个半桥组成，左半桥包括V1V12和V3V10，右半桥包括V2V9和V4V11。

如图1报警原理图所示，2个半桥分别通过5A快速保险丝F1和F2由+230V电源供电。在功放板的外沿装有2个红色发光二极管VDS1和VDS2，用来显示2个保险丝的通断状态。当功放板正常工作时，F1和F2上没有电压降，发光二极管VDS1和VDS2截止，没有电流通过而熄灭；当由于故障（主要因为大功率MOS场效应管击穿短路）使保险丝F1或F2烧断后，230V电压通过限流电阻R1或R2点亮二极管VDS1或VDS2以示报警。按照设计，如果功放板上有场效应管短路引起保险丝断开，那么相应红色指示二极管亮，表示保险丝损坏，通过屏蔽门上的圆孔可以看见。图中L1、L2为电源滤波电感，R3、C1、C3及R4、C2、C4为滤波电路，VD11、VD12、VD13、R16、C14等组成取样电路，由P1-35接口输出取样信号，为监测显示电路提供功放板损坏报警信号。在报警信号作用下，监测显示电路中相应故障指示二极管报警。

图1 功放板故障报警原理图

2 功放板故障指示二极管误报警的分析

从上面的原理分析可知，当功放板正常工作时，F1和F2上电压应该为零，发光二极管VDS1和VDS2因截止没有电流通过而熄灭。但在发射机实际工作中，F1和F2没有损坏，但红色发光二极管VDS1和VDS2却点亮了。这是为什么呢？

图2 功放板印刷线路板示意图走线

分析原因，问题很可能是出在了印刷线路板的走线设计上。由于功放板采用插入式安装，插槽在机柜内的母板上，电源供电、控制、信号等接线口都设计在功放板靠近母板的一面，而故障指示二极管为了方便值机人员观察，设计在观察口的一面，这样的设计使得故障指示二极管和接线口恰好是设计在印刷板的两端，+230V电源经L1，L2，R1，R2，F1，F2后要经过很长的印刷板走线才与VSD1，VSD2连接（如图2所示，图中粗实线为印刷板走线，线路板为双面走线，其中的虚线部分走线铜皮在元器件的一面）。由于功放板工作于大功率高频率状态下，其自身以及相邻或者相近功放板辐射都将产生高频干扰信号，这么长的印刷板走线存在的分布参数对于高频干扰信号不再为短路状态，必然有干扰信号产生，从而加在VSD1，VSD2上使其点亮。在发射机正常工作时，我们把示波器挂在VSD1、VSD2上，发现干扰信号频率从几十千赫兹到几百千赫兹，频率和幅度不断地变化，从而证实了我们的分析。

3 功放板故障指示二极管误报警的技术改造

如何消除和减少干扰信号，从而避免VSD1，VSD2产生误报警呢？因为干扰信号为高频信号，经过理论分析，可以考虑采用阻断干扰信号和滤波两种方法。我们就从这两个方面入手，对功放板进行了技术改造。

3.1 改变R1、R2在印刷板的位置

参照印刷线路板走线示意图，我们把R1、R2从印刷板的位置上取下，在R1、R2原来的位置上用两条短路线连接。在印刷线路板靠近VSD1，VSD2正极的地方用电工刀切断线路铜皮，将R1、R2接入（如图3）。如此改变后，对于直流通路来说，R1、R2只是在印刷板的位置发生了变化，而电路原理没有任何改变，R1、R2直流限流的作用不变。但改变R1、R2位置，对处印刷板走线的分布参数产生的干扰信号却有了滤除和阻断作用。

图3 功放线路板改变R1，R2位置示意图

图4 R1，R2位置改变对干扰信号的作用比较示意图

参考图4，分析如下：改变R1、R2位置前，由于R1、R2所处的位置（R3、C1、C3及R4、C2、C4在印刷线路板上非常靠近R1、R2原来的位置），阻断了干扰信号经滤波电路R3、C1、C3及R4、C2、C4滤波；改变R1、R2位置后，一方面，由于R1、R2原来的位置上已经短接，靠近短接处印刷板走线的分布参数产生的干扰信号将被功放板上的R3、C1、C3及R4、C2、C4有效地滤除。

另一方面，在改变R1、R2位置后，由于印刷板走线产生的干扰信号不在是直接加到VSD1，VSD2上，而是经过R1和R2的分压才加到VSD1，VSD2上。改变了R1、R2位置，R1、R2就起到了阻断干扰信号的作用，而且因为R1、R2的阻值很大（56K），阻断干扰信号的作用非常明显。如此改进后，R1、R2原来的限流功能不变，又起到了阻断干扰信号的作用。

3.2 在VSD1，VSD2上面并联滤波电容

电容的作用之一就是滤波，从理论上说电容的容量越大，阻抗越小，滤波效果就越好。但实际上超过1微法的电容多为电解电容，有很大的电感成分，所以滤除高频干扰信号的效果反而不好。而涤纶电容的介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，非常适宜做旁路电容。所以我们决定采用涤纶电容。

经过反复试验，我们在VSD1，VSD2上分别并联1个0.1微法的涤纶电容，滤除高频干扰信号的效果非常好。

3.3 技术改进的效果

经过上述两方面的改进，在机器正常工作中，发射机功放板没有损坏的情况下，功放板上的故障指示二极管不再点亮报警。经过长时间的加电试机，经过改进的功放板温升无明显异常，发射机工作正常。经指标测试，发射机指标正常，技术改造取得成功。

4 结语

这次技术改造，我们一方面考虑尽量不对功放板进行较大的变动以免破坏功放板的整体美观，另一方面要求尽量减少元器件的增加或减少数目，争取以最小的变动取得最佳的效果。经过反复论证和实践，我们通过改变电阻R1、R2在印刷板的位置及增加2只滤波电容，有效的解决了功放板故障指示二极管误报警的问题，取得了非常满意的效果，为贯彻“不间断，高质量，既经济，又安全”的安全播出方针提供了强有力的技术保障。

参考文献：

[1]国家广播电影电视总局无线电台管理局，《数字化调幅发射机》.

[2]上海明珠广播电视科技有限公司厂家资《TSD-25DAM全固态中波数字调幅广播发射机》.