BGTV4152型全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的原理與維護(hù)

0 引言
    BGTV4152型全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)是北廣科技股份有限公司生產(chǎn)的一種新型發(fā)射機(jī)。山西廣播電視無線管理中心于2007年在4個(gè)直屬高山臺投入使用了4臺該發(fā)射機(jī)。經(jīng)過近二年的運(yùn)行，發(fā)射機(jī)工作穩(wěn)定，安全可靠。確保了發(fā)射臺的安全優(yōu)質(zhì)播出和有效覆蓋。

1 工作原理
1．1 基本組成及工作原理
    BGTV4152型全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，技術(shù)先進(jìn)、接口齊全、指標(biāo)質(zhì)量高、性能穩(wěn)定、維護(hù)方便。該發(fā)射機(jī)主要由激勵(lì)器、功率分配器、功率放大模塊、功率合成器、控制系統(tǒng)、濾波器、冷卻系統(tǒng)、電源8個(gè)部分組成(如圖1所示)。

    信號源送來的視音頻信號送到電視激勵(lì)器形成合成射頻信號。發(fā)射機(jī)采用了雙激勵(lì)器配置。通過附加器進(jìn)行雙激勵(lì)器的自動(dòng)切換，并將激勵(lì)器輸出信號分配成兩路，分別送到兩個(gè)5 kW功放柜。功率分配器將激勵(lì)器來的高頻信號分成8路送到功放單元中。高頻信號經(jīng)功放單元放大后，采用功率合成技術(shù)輸出5 kW射頻功率。然后2個(gè)5 kW功放柜的高頻信號合成為一路，使末級輸出10 kW的同步頂功率。最后經(jīng)濾波器、定向耦合器輸出至天線系統(tǒng)。
1．2 各功能模塊工作原理和技術(shù)特點(diǎn)
1．2．1 激勵(lì)器
    激勵(lì)器是發(fā)射機(jī)的重要組成部分。是發(fā)射機(jī)中進(jìn)行視頻、音頻信號處理，調(diào)制成射頻信號的一個(gè)功能部分，它的性能決定了發(fā)射機(jī)的性能指標(biāo)優(yōu)劣。
    信號源送來的視頻信號經(jīng)放大、延時(shí)、箝位、白電平限幅、同步再生等處理后送到圖像中頻調(diào)制器進(jìn)行幅度調(diào)制，已調(diào)幅圖像中頻信號經(jīng)聲表面波濾波器形成殘余邊帶后輸出到中頻校正器，音頻信號送入音頻電路，經(jīng)預(yù)加重及濾波放大等處理后，送入伴音中頻調(diào)制器調(diào)頻，變?yōu)橐颜{(diào)伴音中頻信號也輸出到中頻校正器。中頻圖像已調(diào)波信號經(jīng)DG校正，低頻非線性失真校正及頻響調(diào)整等電路后與伴音中頻信號在中頻校正器小盒內(nèi)合成，形成圖像伴音功率比為10：1的復(fù)合電視中頻信號。電視中頻信號經(jīng)中頻校正、互調(diào)校正、群時(shí)延校正、DP校正、ICPM校正后送入上變頻器變?yōu)樯漕l信號并濾除帶外雜波，送人功放放大到160 mW輸出。激勵(lì)器內(nèi)設(shè)有ALC自動(dòng)電平控制電路，使激勵(lì)器輸出功率非常穩(wěn)定。除穩(wěn)定功率外，還有兩種保護(hù)功能：一是，一旦視頻信號中斷，圖象載波維持在黑電平幅度，而不會被校正器里的峰值檢波AGC拉到同步頂電平，避免后級功放過載。二是，有“軟啟動(dòng)”功能。在開機(jī)或射頻信號通斷時(shí)，射頻信號幅度總是先小后大慢慢起動(dòng)，避免了對后級功放的沖擊。
1．2．2 功率分配器
    發(fā)射機(jī)由兩個(gè)5 kW功放柜進(jìn)行功率合成，輸出RF10 kW。每個(gè)5 kW功放柜由8個(gè)750 W大功率功放單元組成。功率分配器將激勵(lì)器輸出的信號分配成8路輸出，并送到射頻功率放大器進(jìn)行放大。功率分配器除完成信號分配外，還起到前后模塊之間相互匹配的作用。[!--empirenews.page--]
1．2．3 功放模塊
    功放模塊采用LDMOS器件進(jìn)行功率合成，輸出功率750 W。其主要特點(diǎn)是：
    (1)采用進(jìn)口MOSFET管BLF368作單元內(nèi)功率放大，增益高、線性好、能在較高的反射功率下運(yùn)行，具有較好的溫度特性，溫度系數(shù)是負(fù)數(shù)；
    (2)功放管輸出端接有大功率環(huán)行器，在功放輸出開路時(shí)，功放管不易損壞；便于維修；
    (3)允許熱插拔；
    (4)完善的工作狀態(tài)檢測功能。不僅向發(fā)射機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)提供工作狀態(tài)和故障信號的開關(guān)量和模擬量；同時(shí)在前面板提供工作狀態(tài)檢測接口；
    (5)相位微調(diào)電路保證準(zhǔn)確功率合成，降低合成損耗。功放模塊的工作原理方框圖如圖2所示。

    功率放大器由三級功放組成，采用功率合成技術(shù)，總增益約40 dB。第一級推動(dòng)功放由一個(gè)寬帶功放模塊和兩只A類功放管組成，分配與合成采用3 dB耦合線實(shí)現(xiàn)輸入輸出端良好匹配．具有很高的線性指標(biāo)。第二級推動(dòng)功放選用兩個(gè)BLF368功率管，工作在A類。BLF368功放管為推挽型管，需要平衡輸入輸出。本電路輸入輸出時(shí)通過半硬同軸電纜來實(shí)現(xiàn)平衡／不平衡轉(zhuǎn)換，使功放管輸入輸出實(shí)現(xiàn)匹配。A類功放具有良好的線性指標(biāo)，大的動(dòng)態(tài)范圍，為數(shù)字化電視奠定了良好基礎(chǔ)。末級功放選用與第二級同一型號的LDMOS功率管，共用4個(gè)合成。工作在AB類，合成輸出功率750W。第一級二合成采用帶狀線正交電橋合成，第二級、第三級采用同向合成；與之相對應(yīng)的分配網(wǎng)絡(luò)第一級、第二級采用同相分配器。同樣在每個(gè)管的輸入輸出端采用平衡／不平衡轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)匹配。
    每個(gè)功放模塊都配置獨(dú)立的開關(guān)電源。
    每個(gè)功放模塊都設(shè)有過激勵(lì)、過熱、過載、過壓、反射過大保護(hù)等保護(hù)設(shè)施，工作穩(wěn)定可靠。
1．2．4 功率合成器
    高頻信號經(jīng)功放單元放大后，采用功率合成技術(shù)使若干路功放的高頻信號合成為一路，使末級輸出符合要求的同步頂功率。它由無源網(wǎng)絡(luò)組成，配有吸收電阻，當(dāng)各功率放大器輸出功率不平衡時(shí)，通過吸收使它們達(dá)到平衡。
1．2．5 諧波濾波器
    諧波濾波器用于抑制一次或多次諧波分量，使帶外諧波分量滿足指標(biāo)要求。
1．2．6 定向耦合器
    輸出定向耦合器檢測輸出信號的入射波和反射波，反饋至控制系統(tǒng)作為功率指示和故障檢測信號。
1．2．7 發(fā)射機(jī)的監(jiān)控
    本發(fā)射機(jī)有兩套控制、保護(hù)、檢測系統(tǒng)，一套為微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)／自動(dòng)開、關(guān)機(jī)程序并可監(jiān)測輸出功率、反射功率、各功放模塊內(nèi)管子的電流、溫度等參數(shù)。實(shí)現(xiàn)故障檢測和告警、記錄、打印。還可以外配PC機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)遙控、遠(yuǎn)程操作。系統(tǒng)還記錄發(fā)射機(jī)的歷史狀態(tài)信息，并將它存儲到數(shù)據(jù)表文件中供用戶在需要時(shí)查看，方便機(jī)房和系統(tǒng)管理，也方便發(fā)射機(jī)的維護(hù)；另一套為傳統(tǒng)的開關(guān)控制，是微機(jī)控制的備份。同樣可實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)操作。

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2 發(fā)射機(jī)的使用和維護(hù)
2．1 發(fā)射機(jī)正常操作程序
2．1．1 開機(jī)前的檢查
    第一次安裝或維修之后，在開機(jī)之前應(yīng)對機(jī)器進(jìn)行檢查。首先檢查供電電源及安全地線是否正確；檢查所有射頻連接電纜是否接好、接牢；檢查通風(fēng)系統(tǒng)是否正常；尤其是接好圖像輸出端負(fù)載或天饋線。總之應(yīng)檢查系統(tǒng)的接線正確無誤后才能開機(jī)。
2．1．2 開機(jī)步驟
    首先將三相380 V電源正確接入本機(jī)。開機(jī)前，先將空氣開關(guān)QT放置在“斷”的位置上，然后確定380 V電壓是否正常。再將QT放置在“合”的位置上。此時(shí)，激勵(lì)器中+24V／+12V穩(wěn)壓電源工作，監(jiān)控單元送電，整機(jī)處于待開機(jī)狀態(tài)。激勵(lì)器正常工作。
    在未送入視頻信號和音頻信號的條件下，圖像調(diào)制器中的“視頻告警”紅燈亮，伴音調(diào)制器的“音頻”紅燈亮。激勵(lì)器前面板上裝的測試電表無指示數(shù)值。激勵(lì)器前面板上頻偏測試表頭同樣無頻偏顯示。如果將視頻信號和音頻信號均送入中頻調(diào)制小盒時(shí)，圖像調(diào)制器中的“視頻告警”紅燈滅，“輸出”綠燈亮，伴音調(diào)制器“音頻”紅燈滅，激勵(lì)器前面板上裝的電表均有指示數(shù)值，分別指示調(diào)制度(87．5％左右)、頻偏(約50 kHz)。
    按下開機(jī)按鈕，觀察各風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)情況是否正常，有沒有異樣聲響。32 V直流穩(wěn)壓電源和750W功放模塊是否正常工作，幾秒鐘后功率達(dá)到正常值。
    上述操作步驟完成后機(jī)器進(jìn)入正常工作狀態(tài)。按下輸出功率按鈕?？礄C(jī)器液晶屏上方的功率表指示為10 000W同步頂輸出功率，按下反射輸出按鈕，表指示很小，表示天饋線系統(tǒng)也是正常的。在機(jī)房中用電視接收機(jī)收視效果，若圖像和聲音良好，表示機(jī)器已正常工作。
2．1．3 發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)步驟
    按下關(guān)機(jī)按鈕，此時(shí)功率表無指示數(shù)值，功放模塊的顯示燈不亮，風(fēng)機(jī)停止吹風(fēng)冷卻，32 V直流穩(wěn)壓電源不工作。最后切斷供本機(jī)的380 V電源。
2．2 使用和維護(hù)
    為了確保機(jī)器的安全運(yùn)行，防止機(jī)器發(fā)生故障以及元件損壞，同時(shí)確保值機(jī)工作人員的安全，應(yīng)注意以下方面。
    (1)應(yīng)保證發(fā)射機(jī)正常工作的環(huán)境溫度和風(fēng)量，定期進(jìn)行灰塵清理和主要指標(biāo)檢測。
    (2)由于吹風(fēng)等振動(dòng)因素，可使緊固件松動(dòng)，應(yīng)定期進(jìn)行檢測加固。
    (3)機(jī)器運(yùn)行過程中不可以輕易拉出功放盒或斷開高頻電纜連接線，否則會使工作異常甚至造成設(shè)備的局部損壞。

    (4)應(yīng)認(rèn)真做好檢修維護(hù)記錄，有助于預(yù)防故障隱患和分析設(shè)備故障。

    (5)一定要接好天饋線系統(tǒng)，保證匹配良好（駐波比小于1.2）。

    (6)對場效應(yīng)管操作時(shí)，一定要采取防靜電措施。

3  結(jié)束語

    經(jīng)過兩年多的運(yùn)行，發(fā)射機(jī)性能穩(wěn)定，未出現(xiàn)過任何大的故障，各系統(tǒng)指標(biāo)也均達(dá)到了部頒甲級標(biāo)準(zhǔn)，在各覆蓋區(qū)域無線覆蓋效果良好。全固態(tài)發(fā)射機(jī)具有節(jié)省費(fèi)用、維護(hù)量小、安全可靠等明顯優(yōu)點(diǎn)，但在使用和維護(hù)中對技術(shù)人員的技術(shù)性要求大大提高，需要更規(guī)范的操作程序和維護(hù)管理制度，平時(shí)我們要加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，及時(shí)總結(jié)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，確保對發(fā)射機(jī)進(jìn)行正確的維護(hù)和操作，確保安全優(yōu)質(zhì)播出。