浅析广播电视固态发射机功放模块原理和故障

【摘要】 维护量轻、使用期限长、低停播率、工作性能稳定、运行成本低等都是固态发射机所具备的优势，因此，在广播电视发射台中获得了较为广泛的使用。文章对同方GME1133型UHF3KW吉兆电视固态发射机功放模块所出现的故障和原理维护进行浅析。

【关键词】 故障 维护 发射机原理 功放模块

一、引言

随着电子器件和电子科技的飞速发展，固态发射机应运而生。特别是固态发射机的功放模块，其技术先进性，体积，重量，耗电，寿命等优点，与电子管功率放大器简直不可同日而语。同方GME1133型UHF3KW吉兆电视固态发射机，整机采用单通道，图像伴音合放式，整机由8个550W UHF功放模块合成，热插拨设计，调试维护方便。本文仅以同方吉兆GME1133型UHF3kw大功率合放式全固态电视发射机的UHF550W功放模块为例。结合我们日常使用的情况对功放模块的工作原理，常见故障和日常维护进行浅谈。

二、功放模块工作原理

550W功放模块的末级功放板由2只LD MOS场效应管BLF861A组成。每个场效应管和与之相连的输入输出匹配电路构成一个单管推挽放大器。由两个单管放大器和3dB正交电桥组成一组平衡放大器，即为末级功放板。两组同样的平衡放大器再经同相二合成器进行功率合成，其输出功率大于550w。功放模块为高增益、高线性的宽带功放，一致性好，可互换性强。LD MOS场效应管为推挽型对管，所以单管放大器的输入和输出匹配网络中均设有微带线结构的平衡不平衡转换器。而功率传输通常都采用不平衡的电缆和微带，所以需要平衡/不平衡转换。场效应管采用电压偏置方式，其栅极偏置电压由漏极电压经二次稳压处理形成。功率合成用的正交电桥均3db合带状线结构，若某一路放大器出现故障，平衡放大器失去平衡隔离负载将承受一部分不平衡功率。监控板将功放的工作参数经采样、存储、A/D转换、微处理器处理后，通过RS485接口传送到主控单元进行监测，监控板设有过激励、过载、过热的自我保护控制及其状态指示电路电流取样板给各级供+32V电源，并给监控板提供各级工作电流取样信号。

三、维护功放模块注意事项

（1）场效应管的使用和维护：场效应管是功放模块的核心。因其输入阻抗高，使得栅极感应电荷不易泄放。而场效应管静电放电可导致场效应管的击穿或烧毁。因此在使用场效应管时应特别注意放电的危害。场效应管的保存应放在抗静电封装内或用导线将管脚短接，取用管子时应先把人体的静电放掉或带放静电手套拿取。安装新管或是更换时，应事先用导线把各极短路，然后用放静电的烙铁焊接，选择合适功率的电烙铁以60-80W为宜，同时烙铁必须有良好的接地，每次焊接的时间最好不超5秒，或利用烙铁的余热焊接，尽量不要在机房内有发射机工作时或有静电的场所操作，而且周围应有良好的接地线，避免感应电压损坏管子。场效应管好坏的判别，用万用表R×10KΩ挡去测量场效应管任意两引脚之间的正、反向电阻值。如果出现两次及两次以上电阻值较小，几乎为0×KΩ，则该场效应管为损坏；如果仅出现一次电阻值较小（一般为数百欧姆），其余各次测量电阻值均为无穷大，还需作进一步判断。

（2）功放模块风道和散热片的维护：功放模块在使用过程中要注意其运行的环境，功放模块散热器是高效的散热器件，该功放模设计有过热保护，由比较器和开关管组成。散热器上装有温度继电器，散热器可以有效的消除场效应管功效产生的热量，如果环境温度过高，会造成场效应管失去更好的效率，为保证良好的散热效果，应定期对散热片进行清洁，清除散热片上的灰尘和污垢。适当的气流对功放模块的正常工作十分重要，经常检查功放模块风道是否畅通，风量是否正常，检查进风口是否有风阻。通风滤尘网应定时的清洗或更换。

（3）功放模块链路维护：除定期做好风道和散热片清洁维护工作外，还要记录功放模块运行情况，特别是每个模块工作参数，如晶体管工作电流等。功放模块晶体管的工作栅偏电压通过功放后面板微动开关（常闭，常开）接点连通。推进和抽出功放模块，都会导致此开关的触片张力减弱和变形，因此要安排好功放模块的检修周期，尽量减少抽出功放模块，推进功放模块时要平衡推入，确保接触良好。定期做好功放合成器，吸收负载，陷波器的温度检查以及功放模块内部的灰尘清洁。

四、故障处理实例

1、故障现象：主控单元LCD显示“PAx OVERLOAD”，过载保护，对应功放出现红灯告警如果静态时功放就过载，则检查功放内逻辑控制电路有无短路断路、器件损坏等。

如果加功率才出现保护：（1）查看发射机的反射功率和驻波比是否变大，检查馈线、馈管、弯头，滤波器、多工器等有无局部发烫的地方；（2）确认UBS调制器的输出射频频率正确；（3）检查功放输出到合成器之间的射频连接头是否插好，线是否有变色或损坏的迹象。（4）将功放拔出检查热插拔头是否有打火、变色、损坏等与不保护的功放对调位置，判断是功放还是无源部件问题。（5）如是功放问题，打开功放，检查功放射频输出头与功放内部线路板的连接处是否有虚焊或脱焊现象、检查功放内反射检波电路是否有器件损坏的痕迹；（6）如果是无源器件的问题，检查整机合成器输入口的驻波情况，可用数字表电阻挡对多个入口比较测量简单判断具体测量则需要扫频仪；（7）功放过载保护临界点设置偏低，但需经多方面综合判断，详细分析功放的工作状态才能确定。

2、故障现象：VGON指示灯不亮。

功放没有插到位或微动开关有问题。检查功放是否插到位，检查功放后边的微动开关是否合上或是否已坏（开关为常开和常闭两种状态）。每个功放小盒的后边，都有一个小的微动开关，保证在热插入时，功放先上电，后上激励，在热拔出时，先关激励，后断电，即关断功放管的偏置电压，使功放管保持静态，零功率输出。因此在热拔插的时候一定要小心，应确定功放后边的定位杆对准机架的定位孔后再推进，以免造成微动开关不到位或损坏。

3、故障现象：功放出现过热保护。主控单元LCD显示：PAX OVERHEAT，对应功放出现红灯告警。

（1）检查风机和风道的运行情况，发射机的后门是否关好。风机进风口受到灰尘的堵塞或机房的进风量不够等原因，也会造成过热保护。（2）功放中温传感器故障，在温度没有达到设计的温度（设计温度68+2）就提前造成功放保护。（3）功放内合成器损坏，功放管的输出功率不能通过合成器有效合成，造成散热器温度升高，出现过热保护。（4）功放频响变化，增益高和整机合成器输入端口的驻波比大，也会造成功放温度高，出现过热保护。

4、故障现象：功放液晶显示屏查看工作电压和电流参数不正常。

该功放末级管的型号为：BLF861，其漏极工作电压VD=32V。栅极对地电压VD=4.5～5.5V，静态工作电流约600～1000mA。取样电阻两端的电压10～60mV左右。根据这些数值。（1）检查开关电源是否有32V输出，如不正常应该检查供电电路中的元件是否有损坏。（2）用三用表检查栅极对地电阻应有1～2KΩ，若栅源间电阻为0，可以判断栅源极间可能已击穿或短路，应焊下管进一步检查。（3）用三用表检查每只功放管对应的取样电阻两端的电压。若无电压，可以判断此管无工作电流，取样电阻或功放管已损坏。

五、结束语

由于该功放模块设计比较合理，具有工作状态比较稳定，故障率低，易于维护，效率高等等优点，为了防止功放模块产生故障，提高播出的安全性、降低故障率、节省维护成本。建议发射机在运行的过程中，应多观察发射机运行环境，定期做好功放模块的维护检修工作。