调频广播发射机

调频发射机：是首先将音频信号和高频载波调制为调频波，使高频载波的频率随音频信号发生变化，再对所产生的高频信号进行放大、激励、功放和一系列的阻抗匹配，使信号输出到天线，发送出去的装置。

哈里斯Z系列调频全固态数字发射机，因其多功能、高效率、高稳定性，数字化程度高，维护简便，被许多发射台站采用。

01  调频发射机系统组成

▪激励器

▪功放单元

▪无源部件：功率合成器、功率分配器、低通滤波器、定向耦合器

▪配电及供电电源

▪冷却系统

▪计算机监控系统

10KW发射机方框原理图▲

02  Harris 调频广播发射机的技术特点

▪输出功率范围大：2.5-10kW，最高11kW（驻波比小于1.1）。

▪IPA（中间功率放大器）采用主备份自动切换，消除了单故障停播的发生。

▪基于微处理器的控制器拥有先进的控制、故障诊断及显示功能，内置逻辑控制功能以及DIGIT 激励器和IPA（中间功率放大器）的主备切换命令。

▪RF（射频）功率放大器模块可热插拔，使发射机在不停机状态下进行维护，更换模块（仅只是降功率）。

▪宽带设计免除了从87MHz 到108MHz 之间的调节（可用于N+1 备份），使用简单的开关设置可在5 分钟内手动完成频率设置，选用外置控制器可在0.5 秒内完成频率设置。

▪快速启动设计，可以在开启命令发出后的5 秒钟内实现满功率输出。

▪多方位的风冷设计，既采用内部风机冷却，也使用外部的风冷系统。

▪发射机配置有30dB 的定向耦合器RF 取样接口，可提供精确的技术指标测量。

实物组成示意图

03  Harris 调频发射机常见故障分析与处理

∇ 发射机电源缺相故障

故障现象：发射机不断重启，故障显示PS#_PHS_LS。

故障分析与处理：当存在缺相时发射机暂停工作20s，然后重新启动，如果缺相没有消除，发射机会不断重启。对于所有的三相电源发射机来说，检测的依据是工作于直流电压的数字信号处理带通滤波器输出中的100-120Hz 的电平，这个直流电压是从每个电源Y 形绕制的次级线圈中取样得到的，电平过大会被认为是变压器基本故障或者线路故障。缺相会附带引起几种其它的故障提示，如PAC#_VOLTS,IPA_LOW,EXC#_AFC, 这是元器件检测到缺相时同步产生的。出现这种故障时，需检查变压器和供电线路。

∇ 激励器保护故障

故障现象：发射机不断重启，故障显示EXC1_FAULT。

故障分析与处理：这是个激励器总体故障提示，包括两种情况：

1）驻波比过大、功率放大器模块过热。当散热片温度达到80℃时，激励器的前面板TEMPERATURE 指示灯亮，激励器开始降低输出功率，若激励器功率过低，则延时10s 后，切换至备份激励器。

2）激励器内部温度过高。激励器内部结构紧凑，元器件发热量比较大，冷却风扇出现故障会使激励器内部温度快速升高，导致激励器自我保护，发射机关机，当温度降低时又重启。更换故障风扇便可排除此故障。

∇ 电源故障

故障现象：发射机故障告警指示灯亮，故障显示为PS#_TAP#。

故障分析与处理：

1）电源抽头故障。Z10CD 发射机有两个电源控制器，每个电源控制器可相互地控制4 个电源中的2 个。此故障多为外电波动导致相应抽头的功率放大器电源保险丝或者SCR（可控硅）断路引起。如果一个电源抽头被检测到有故障，电源控制器将自动把可用的下一个抽头接上，首先选择较低电压的抽头，其次选择较高电压的抽头，如果所有电压抽头都出现故障，则故障显示为“PS#_JUMP”，该电源会被关闭。一个电源因故障而关闭，其它电源仍能照常运作，发射机只是降低输出功率。处理电源抽头故障时，要打开面板，松开电源线，拖出电源箱，用万用表检查SCR 和保险管是否已经损坏，如损坏必须要更换，然后上机重试。

2）电源单元框架接地不良。检查电源接地是否良好。

∇ 功率放大器过流或过温故障

故障现象：发射机故障告警灯亮，故障提示为A（B、C、D）#_OC 或A（B、C、D）#_OT。

故障分析与处理：

1）功率放大器的电流超出14.5A 时,PA（功放）控制器将屏蔽有故障的功放，故障提示为A（B、C、D）#_OC。

2）功率放大器的温度超过80℃时，故障提示为A（B、C、D）#_OT。如果温度达到100℃，PA（功率放大器）控制器会将有问题的功放断开。一个功率放大器模块出现故障，发射机通过自动程序控制，自动增加激励，以接近满功率运行；两个功率放大器模块出现故障，输出功率仍能达到70%。

出现功率放大器过流或者过温故障时，要更换或调换功率放大器模块，以判断故障原因。发射机的16 个PA（功率放大器）模块和2个IPA（中间功率放大器）模块都是相同的，可以互相调换。

∇ 低空气流量故障

故障现象：发射机故障指示灯亮，故障提示为LOW_AIR。

故障分析与处理：引起低空气流量故障的原因主要有：

1）空气过滤器堵塞。及时清理空气过滤器及其出口的灰尘和热敏电阻上的灰尘。注意不要移动热敏电阻的位置，微小的移动就会引起空气流量的改变。

2）中间功率放大器组件上有灰尘和污垢。流入热敏电阻的气流也会从中功放流过，任何一点灰尘污垢都可能引起空气流量降低。检修时要注意清理中间功率放大器各个组件。

3）热敏电阻上的橡胶环松动、损坏或者脱落，会导致流经热敏电阻的气流受到影响。

4）提供动力的盖子松动会引起流经热敏电阻的气流不足或者降低空气流量。

5）排气装置堵塞会引起内部压力增大以及流经热敏电阻的气流减少。

6）风扇发动机的电压不足。检查变压器工作是否正常及风扇与主要动力源组件的连接是否坚固。

7）发射机已经开始运转但风机没有启动。检查风扇的保险丝F1 和F2 是否正常。

8） 中间功率放大器背面板上的电缆松动。

9）可能存在的松动连接和A20、A10 过滤板出现故障。检查J1和J2 之间的连接，检查电缆线W107 和W7 之间的连接，确保正常。

10）电缆线W7 没有固定在显示器背面板上。

11）主控制面板没有固定。

12）热敏电阻阻值发生变化。检查热敏电阻，在环境温度下（25℃）热敏电阻值为10KΩ。热敏电阻位置偏移。调整热敏电阻的位置使其正确对准气流。

调节空气流量方法：将发射机关闭，移开中间功率放大器和被固定的黑色橡胶环，使用牙签或小刀片调整热敏电阻的位置，注意将热敏电阻固定在橡胶环的中间，位置不准确将会导致空气流量读数过高。重新安装好中间功率放大器，然后开启发射机，记录空气流量读数。

重复这样的操作直到风扇高速运转时的气流读数为100% 。返回显示面板，将风扇的速度设为自动。

∇ 中间功率放大器模块故障

故障现象：发射机故障指示灯亮，故障提示为IPA_AB_TW。

故障分析与处理：风机高风速工作，表明中间功率放大器温度超过85℃。拆下相对应的模块，打开侧面印制电路板，敷上散热硅胶后恢复，开机30 分钟内显示正常，温度稳定，故障即排除。

∇ 隔离板故障

故障现象：发射机告警指示灯亮、故障显示A（B、C、D）#_ISO。

故障分析与处理：每个Z 平面有一个相关联的隔离板，隔离板包括两个4 路Wilkinson 合成器的RF 断路开关和2 路Wilkinson合成器的隔离电阻，4 路合成器的隔离电阻R1-R8 都为50Ω ∕ 75W。当所有的功率放大器模块都正常工作时，这些电阻几乎不消耗功率；当一个功率放大器模块发生故障时，这个功率放大器模块的功率大约一半将由隔离电阻吸收。此隔离电阻将维持故障功率放大器模块的不平衡约20 秒钟，因此当一个功率放大器模块发生故障时，隔离电阻将开始升温，贴近隔离电阻的热敏电阻RT1-RT8 检测到温度上升，其输出送至功率放大器控制板，功率放大器控制板触发隔离板上的RF断路开关，切断这个功率放大器单元的射频输出。RF 开关同时切断隔离电阻的接地点。从4 路合成点到接地点之间的长度为1 ∕ 4 波长，所以它相当于开路，对电路几乎没有影响，整个Z 平面在驻波比很小的情况下工作在额定功率范围内。如果隔离电阻的温度超过135℃，发射机功率跌落，以减少隔离电阻温度。如果超过150℃，发射机关机，防止隔离电阻被烧坏。更换隔离板后，故障即排除。