【摘要】全固态米波电视发射机因为其具有较高的功放效率,优异的性能指标,播出质量稳定,较长的功放模块使用寿命,防雷效果理想,维护量小和运行成本低廉的原因,现在仍然是我国广泛使用的电视发射机机型。本文结合实际使用情况,对全固态电视发射机的技术特点进行了总结分析,并对发射机的技术维护提出一些建议。
【关键词】设计特点;常见故障;日常维护
全固态米波电视发射机设计技术成熟,操作方便灵活,被国内外大量的电视发射台使用。全固态电视发射机从机器设计结构来划分,分为单机和并机两种;从伴音及图像的放大形式来划分,分为单通道和双通道两种;以激励器划分,分为单激励器和双激励器两种。目前采用最广泛的全固态米波电视发射机一般为单通道,图像和伴音合放式,功放系统采取高增益备份冗余模块化设计,激励器采用双激励器备份形式,电源一般采用高效率性能稳定的开关电源。
热插拔的积木模块化设计提高了效率而备件少,调试维护方便;使用开关电源,安全可靠;维护费用较低,有完善的保护措施;具有PC接口,可实现网络智能化,便于远程管理和监控。
一、全固态米波电视发射机的设计特点
1.激励器设计
激励器负责音频信号和视频信号的处理,它直接决定了发射机性能指标的好坏。激励器主要有视频处理器、中频调制器、互调校正器、混频器、激励功放及AGC调整等电路组成。
来自信号源的视频信号由激励器的视频处理器延时、放大、箝位、白电平限幅、同步再生等处理后送至中频调制器进行图像幅度调制,调制后的中频图像信号经表面滤波器后进入互调校正器,同时视频处理器降低了输入视频信号的低频波形失真和哼声噪声,使输入的视频信号电平变稳定,在进行图像电平调整的同时进行了同步电平的调整,实现了同步信号再生和同步脉冲输出。
音频信号送至音频处理电路进行预加重、滤波及放大处理后,信号在伴音中频调制器中直接调频,调频后的已调伴音中频信号也要送至互调校正器。互调校正器电路包括图像、伴音合成电路、同步扩张电路、互调校正电路及中频AGC电路4部分。校正后的图像中频信号和伴音中频信号由互调校正器合成为电视复合中频信号,复合信号的图像与伴音之间的功率比为10比1,互调校正器校正发射机整机的互调指标,互调校正电路将已调信号预先产生一定的反向失真,用于抵消功放系统的互调失真。互调校正电路将已调中频图像信号进行微分增益(DG)校正,补偿发射机功放系统造成的幅度线性失真;对电视复合信号进行微分相位(DP)校正,补偿发射机功放系统产生的相位非线性失真。经互调校正后的信号进入混频器,混频器对收到的电视中频信号和本振信号进行混频,将中频电视复合信号变换成指定频道的射频信号。射频信号经带通滤波器滤除带外杂波,送入激励器功放,放大到1W输出。激励器中的AGC自动电平控制电路,在稳定功率外还具有保护功能,在视频信号中断及开机时,使射频信号幅度缓慢变大,避免对后级功放的冲击。
2.功放设计
全固态米波电视发射机的功放一般采用3dB平衡放大器模式。其工作原理与传统巴伦电路结构的相似,由于采用了3dB电桥,两路射频信号之间获得了较大的隔离度,使两个端口的匹配变得容易。设置阻抗匹配电路可以有效地抑制偶次谐波。功放系统就是多个平衡放大器的结合。全固态米波电视发射机功放一般为甲乙类电路形式,效率较高,可达30% 。
3dB电桥将输入的射频信号进行矢量分配成两路,两路射频信号分别进入独立的LDMOS FET晶体管进行放大,放大后的射频信号在经过3dB电桥进行矢量合成后输出。LDMOS功放晶体管采用BPT及砷化镓工艺结合的方式,导热性能好,使器件更能耐高温,同时因其具有负温度效应,受热时漏电流自动匀流,不会形成局部热点,延长了器件的使用寿命。同样因其自动匀流作用,它的输入-输出特性曲线在大信号运用的饱和区段(1dB压缩点)下弯较缓,从而展宽了动态范围,利于信号的放大。在小信号时,放大曲线近似线性,互调失真可近似忽略,简化了校正电路的设计。
3.射频输出设计
输出滤波器决定了发射机的发射性能。全固态米波电视发射机的能量集中在视频载波、伴音载波和色度负载波等离散的频率点上,杂散发射也集中在这些频点的结合处。带外无用杂散发射信号需要采用多个陷波器来滤除。
大部分大功率全固态米波电视发射机采用“外双工”和“分离放大”方式运行。对伴音载波信号和图像载波信号采用独立地放大路径,图像和伴音放大器完全相同可以互换。“外双工”由两个双腔体带通滤波器和定向耦合器构成。
二、技术维护
本文结合发射机的实际使用情况,对几种常出现的故障进行了分析,并对日常维护工作提出了一些建议。
1.常见故障和解决方法
(1)激励器没有输出
遇到激励器没有射频输出后首先要检查视频信号有无异常,视频接头接触是否牢固。如果都正常,检查AGC控制电路,采取手动控制,降低激励器功率增益,确定是否因“保护”导致无功率输出,过激励和视频过调制均会导致激励器启动保护而导致无功率输出。检查激励器各关键位置的电压值,如激励器功放工作电源,互调校正电路电源,混频器电源,AGC取样等,然后判定故障出现的位置。
(2)整机没有功率输出
如果出现激励器正常,而发射机整机没有功率输出的故障现象,首先就要检查电源系统。检查交流电源是否存在缺相故障,或功放直流电源发生开路、短路或过压等故障,这些故障会引起电源保护导致没有功率输出。如果排除电源故障,关机检查发射机是否存在过热导致保护,重新启动发射机,看功放能否恢复正常,如果不能恢复正常需要检查射频通道的激励器与射频分配器,分配器与功放,及功放和合成器之间的射频电缆连接情况,确保射频通道正常。
(3)功率输出偏低
射频电缆接触不良将导致功率反射,使功率输出降低。合成器和分配器中的电容发生容值改变或电感脱焊导致回路失谐,也会引起功率下降。
(4)图像抖动
导致图像抖动有几种原因:过度压缩视频信号同步头将导致图像信号抖动,特别是当同步头小于0.2V后;视频信号同步头过大,同步头被切割也将引起图像不稳;视频调制度超过87.5%,导致图像跳动;视频信号幅度过低也是引起图像抖动原因之一。
(5)图像干扰
当图像上出现网纹或别的干扰时,首先检查信号源本身是否正常,然后检查射频通道的电缆连接,接地和电源滤波情况。激励器、分配器和合成器之间接触不好会产生反射干扰,接地不良(接地电阻应小于4Ω)或电源滤波不好会产生低频电源干扰。
2.日常维护建议
(1)机房温度过高或过低都将影响发射机运行,机房温度应维持在5℃~35℃之间。为发射机提供安全的供电电源,容量应达到最大消耗功率的3倍。
(2)保持机房清洁卫生,定期对发射机设备除尘,定期更换风冷系统的空气滤尘网。
(3)做好日常检查,检查设备电缆连接和设备接地情况(接地电阻小于4Ω),检查功放系统是否存在过热现象。检查天线和馈线系统,定期对天馈线入口进行检测,保证天线驻波比在1.25以内。
(4)做好维修记录,每次维修后要记录好故障发生时间,故障现象,维修结果,做好总结分析,为日后维修维护提供经验依据。
虽然全固态米波电视发射机技术已经非常完善,但我们在日常维护时还会遇到这样或那样的故障。遇到故障时,根据故障现象分析故障产生的原因,根据掌握的理论和经验形成一个科学合理的检测程序,处理故障后作好记录,预防故障的再次发生。
三、结束语
本文对全固态米波电视发射机的设计特点进行了详细分析,对常见故障提出了一些排除解决办法,给出了一些日常维护建议,对故障快速处理和设备维护有一定的借鉴意义,对提高发射台的安全播出有一定的帮助。