DAM 50 kW 中波發射機電纜聯鎖探討

梁志明

（廣東省廣播電視技術中心，廣東 廣州 510800）

0 引言

DAM 50 kW 是哈爾濱廣播器材廠（以下簡稱哈廣）生產的一款中波發射機。電纜聯鎖保護是哈廣DAM 50 kW 中波發射機故障保護電路中的一種，其反映了發射機各功放模塊與母板插槽接觸是否良好，是模塊與插槽物理連接情況的表現。當一個放大模塊截止時，就沒有電流流過功率合成變壓器的初級，模塊不提供任何功率給功率合成器，然而電流仍然流過功率合成器的次級（另外的放大模塊工作），這個功率合成器電流將在環形變壓器初級繞組感應出射頻電壓。功放模塊的全橋結構和MOSFET 的雙向二極管為感應電壓提供了一個射頻電流通路。若功放模塊未到位，初級線圈在無負載的情況下，高射頻電壓能產生電弧而損壞磁環［1］。如果功放模塊與插槽接觸不良，將會導致觸點電阻大大增加，模塊工作時輸出的數百伏電壓在接觸點上產生的熱量增大，嚴重時可導致模塊和插槽燒毀。因此，電纜聯鎖是保證發射機能安全工作的重要保護措施。

1 聯鎖電路原理

哈廣DAM 50 kW 中波發射機共使用139 塊射頻放大器模塊。其中1 塊用于前置放大器，14塊用于射頻推動級，均安裝在推動合成母板中，由驅動編碼板上的檢測電路進行聯鎖保護。剩余的124 塊射頻（RF）功率放大器插在8 塊功率合成母板中，由兩塊調制編碼器上的檢測電路進行聯鎖保護［2］。

1.1 驅動編碼板電纜聯鎖

驅動編碼板的電纜聯鎖電路如圖1 所示。

圖1 驅動編碼板聯鎖電路

推動放大模塊上的35/36，37/38 金手指為短接線，當推動模塊全部插入推動合成母板后，電纜聯鎖線才能構成回路。驅動編碼板上+22 V 經R54，XP1-9 和推動合成母板上推動放大模塊聯鎖鏈路回送至XP1-19，經分壓電阻加至比較器N9：D-7 上。當聯鎖鏈路正常時，V23 陰極與R54 低電位端的電壓值相等，根據電阻分壓關系可知N9：D-7 電壓高于6 腳電壓，1 腳輸出高電平，N1：C-3為低電平。反之，如果聯鎖鏈路中斷，由于V23 上的壓降，N9：D-7 電壓低于6 腳電壓，1 腳輸出低電平，N1：C-3 為高電平，指示燈H4 紅燈亮，三極管V24 導通，XP3-12 輸出的電纜聯鎖故障-L信號將控制板上N25D-11 腳高電平拉低，控制板將產生一個關機指令，通過去除功放電源交流接觸器的驅動而切斷+230 V 直流，并在LED 屏上顯示電纜聯鎖故障。剩余7 塊推動放大級與前置放大器組成的聯鎖鏈路和檢測電路與上述一致，不再贅述。

1.2 調制編碼器電纜聯鎖

發射機上有兩塊調制編碼器，共有16 束電纜連接至8 塊功率合成母板上，每束電纜都有兩條獨立的聯鎖鏈路，每條鏈路對應3 塊或4 塊功放模塊。調制編碼器的聯鎖電路簡圖如圖2 所示。

圖2 調制編碼器聯鎖電路

當所有功放模塊良好地插入插槽中時，調制編碼器上的光電耦合器內發光二極管負極通過聯鎖線接地，其正極通過上拉電阻接+5 V 電源，此時光電耦合器將輸出低電平至FPGA（N42）上的83～92 及95～100 端口［3］。反之，如果聯鎖鏈路斷開，N42 將接收到高電平，在N42 內部將產生三路輸出，一路使指示燈V68（紅燈）亮，顯示聯鎖已打開；一路送到“關功放”電路；另外一路輸出位于N42-28 腳上。聯鎖正常時，轉接板上+5 V 經電阻R14，R15（10K 電阻）接至XS4-8 腳或XS5-8 腳，經調制編碼板XS13-10 后在N42 內部接地。若聯鎖故障，N42-18 內接地中斷，轉接板上+5 V 將通過V2，V3 輸出電纜聯鎖故障-H 信號至控制板XS8-7 上，控制板將執行電纜聯鎖故障程序，從而關閉發射機。

每塊調制編碼器上裝有4 片光電耦合器芯片（型號為ISQ74）。每個芯片含有4 個光耦單元，共監測16 路聯鎖鏈路，芯片結構如圖3 所示。

圖3 ISQ74 光電耦合器芯片結構

在調制編碼器上，光電耦合器芯片的1，4，5，8 腳經上拉電阻接至+5 V 上，若聯鎖正常，2，3，6，7 腳將接地，則10，11，14，15 腳被拉至低電平。當發射機發生電纜聯鎖故障且調制編碼器上V68亮紅燈時，可測量每塊芯片的2，3，6，7 腳接地是否正常，若對地電阻偏大，應檢查對應鏈路上的模塊是否插牢，排線與插座是否接觸良好；若各芯片2，3，6，7 腳接地正常，可能是光電耦合器故障。此時可測量10，11，14，15 腳的電壓，若有管腳為高電平，將該光耦芯片更換。

2 電纜聯鎖故障處理實例

2.1 故障實例1——發射機無法開機

一部哈廣DAM 50 kW 中波發射機在某次早班試機時，LED 屏上顯示“電纜聯鎖故障”，無法開機。開柜門檢查發現，驅動編碼板上H4 紅燈亮。按壓所有推動模塊，確認均已到位后，故障依舊。用萬用表測量推動合成母板XS21～XS24 上9，10 腳間電阻，測得XS22 上9，10 腳間電阻為“∞”，其他插座上9，10 腳間電阻僅為2.3 Ω 左右，說明推動級D5～D8 聯鎖鏈路開路。拔出模塊檢查，發現D5 插槽內彈簧片已嚴重變色。將母板拆下后更換插座，檢查母板完好，上機試驗，故障消除。

發射機現已普遍采用風冷方式降溫，大流量的空氣流過發射機內部時，灰塵很容易附著在模塊及插槽上，造成接觸電阻變大，不規范地拔插模塊或者頻繁拔插模塊，容易導致插槽內彈簧片變形，以致接觸不良。因此，規范地做好模塊及母板的日常維護工作，非常有必要［4］。

2.2 故障實例2——發射機無法上高壓

一部哈廣DAM 50 kW 中波發射機在某次播音過程中突然出現“電纜聯鎖故障”，發射機無法上高壓。開柜門檢查調制編碼器及驅動編碼板，發現聯鎖指示燈均正常，懷疑控制板上的比較電路存在故障。其電路如圖4 所示。

圖4 控制板比較電路

發射機正常工作時，控制板上XS8-6 收到驅動編碼器來的高電平信號，XS8-7 收到經轉接板來的低電平信號，并在N25 上與+2 V 基準電壓進行比較。正常時，N25-13 為高電平，N25-14 為低電平［5］。用萬用表測得控制板上XS8-6 電壓為4.99 V，XS8-7 電壓為0.02 V，均正常。說明調制編碼器及驅動編碼板并未產生聯鎖故障信號至控制板上，故障應為控制板上元器件故障引起。測得比較器N25 上11 腳電壓為4.98 V，10 腳電壓為2.0 V，而13 腳電壓僅為0.034 V（正常應為+5 V 左右），導致控制板上N2-15 腳接收到低電平從而執行了電纜聯鎖故障程序。用集成塊專用工具將比較器N25 取下，檢查插座未見異常，將比較器N25 更換后試機正常。

另外，聯鎖信號傳輸電纜插接不良，也是比較容易出現的故障原因。若調制編碼器及驅動編碼板上的聯鎖指示燈正常而控制板上XS8-6 或XS8-7 電壓異常，需檢查聯鎖信號所經電纜連接是否可靠。

3 結語

電纜聯鎖故障是中波發射機的常見故障之一。本文結合設備的電路原理圖，對電纜聯鎖的工作原理做了簡要說明，希望可以給發射臺維護人員提供一定的借鑒。運維人員只要理解了電路原理，有清晰的思路，不管遇到任何故障都不難解決。