BGTV4152型全固態(tài)電視發(fā)射機的原理與維護

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

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)射機采用模塊化設計，技術先進、接口齊全、指標質量高、性能穩(wěn)定、維護方便。該發(fā)射機主要由激勵器、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器形成合成射頻信號。發(fā)射機采用了雙激勵器配置。通過附加器進行雙激勵器的自動切換，并將激勵器輸出信號分配成兩路，分別送到兩個5 kW功放柜。功率分配器將激勵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，采用功率合成技術輸出5 kW射頻功率。然后2個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特點
1．2．1 激勵器
    激勵器是發(fā)射機的重要組成部分。是發(fā)射機中進行視頻、音頻信號處理，調制成射頻信號的一個功能部分，它的性能決定了發(fā)射機的性能指標優(yōu)劣。
    信號源送來的視頻信號經(jīng)放大、延時、箝位、白電平限幅、同步再生等處理后送到圖像中頻調制器進行幅度調制，已調幅圖像中頻信號經(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)預加重及濾波放大等處理后，送入伴音中頻調制器調頻，變?yōu)橐颜{伴音中頻信號也輸出到中頻校正器。中頻圖像已調波信號經(jīng)DG校正，低頻非線性失真校正及頻響調整等電路后與伴音中頻信號在中頻校正器小盒內合成，形成圖像伴音功率比為10：1的復合電視中頻信號。電視中頻信號經(jīng)中頻校正、互調校正、群時延校正、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。激勵器內設有ALC自動電平控制電路，使激勵器輸出功率非常穩(wěn)定。除穩(wěn)定功率外，還有兩種保護功能：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”功能。在開機或射頻信號通斷時，射頻信號幅度總是先小后大慢慢起動，避免了對后級功放的沖擊。
1．2．2 功率分配器
    發(fā)射機由兩個5 kW功放柜進行功率合成，輸出RF10 kW。每個5 kW功放柜由8個750 W大功率功放單元組成。功率分配器將激勵器輸出的信號分配成8路輸出，并送到射頻功率放大器進行放大。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器件進行功率合成，輸出功率750 W。其主要特點是：
    (1)采用進口MOSFET管BLF368作單元內功率放大，增益高、線性好、能在較高的反射功率下運行，具有較好的溫度特性，溫度系數(shù)是負數(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，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)射機微機控制系統(tǒng)提供工作狀態(tài)和故障信號的開關量和模擬量；同時在前面板提供工作狀態(tài)檢測接口；
    (5)相位微調電路保證準確功率合成，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，總增益約40 dB。第一級推動功放由一個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耦合線實現(xiàn)輸入輸出端良好匹配．具有很高的線性指標。第二級推動功放選用兩個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。本電路輸入輸出時通過半硬同軸電纜來實現(xiàn)平衡／不平衡轉換，使功放管輸入輸出實現(xiàn)匹配。A類功放具有良好的線性指標，大的動態(tài)范圍，為數(shù)字化電視奠定了良好基礎。末級功放選用與第二級同一型號的LDMOS功率管，共用4個合成。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；與之相對應的分配網(wǎng)絡第一級、第二級采用同相分配器。同樣在每個管的輸入輸出端采用平衡／不平衡轉換實現(xiàn)匹配。
    每個功放模塊都配置獨立的開關電源。
    每個功放模塊都設有過激勵、過熱、過載、過壓、反射過大保護等保護設施，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)絡組成，配有吸收電阻，當各功率放大器輸出功率不平衡時，通過吸收使它們達到平衡。
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)射機的監(jiān)控
    本發(fā)射機有兩套控制、保護、檢測系統(tǒng)，一套為微機監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)手動／自動開、關機程序并可監(jiān)測輸出功率、反射功率、各功放模塊內管子的電流、溫度等參數(shù)。實現(xiàn)故障檢測和告警、記錄、打印。還可以外配PC機實現(xiàn)發(fā)射機遙控、遠程操作。系統(tǒng)還記錄發(fā)射機的歷史狀態(tài)信息，并將它存儲到數(shù)據(jù)表文件中供用戶在需要時查看，方便機房和系統(tǒng)管理，也方便發(fā)射機的維護；另一套為傳統(tǒng)的開關控制，是微機控制的備份。同樣可實現(xiàn)開關機操作。

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2 發(fā)射機的使用和維護
2．1 發(fā)射機正常操作程序
2．1．1 開機前的檢查
    第一次安裝或維修之后，在開機之前應對機器進行檢查。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；檢查通風系統(tǒng)是否正常；尤其是接好圖像輸出端負載或天饋線。總之應檢查系統(tǒng)的接線正確無誤后才能開機。
2．1．2 開機步驟
    首先將三相380 V電源正確接入本機。開機前，先將空氣開關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，激勵器中+24V／+12V穩(wěn)壓電源工作，監(jiān)控單元送電，整機處于待開機狀態(tài)。激勵器正常工作。
    在未送入視頻信號和音頻信號的條件下，圖像調制器中的“視頻告警”紅燈亮，伴音調制器的“音頻”紅燈亮。激勵器前面板上裝的測試電表無指示數(shù)值。激勵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制小盒時，圖像調制器中的“視頻告警”紅燈滅，“輸出”綠燈亮，伴音調制器“音頻”紅燈滅，激勵器前面板上裝的電表均有指示數(shù)值，分別指示調制度(87．5％左右)、頻偏(約50 kHz)。
    按下開機按鈕，觀察各風機轉動情況是否正常，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，幾秒鐘后功率達到正常值。
    上述操作步驟完成后機器進入正常工作狀態(tài)。按下輸出功率按鈕?？礄C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。在機房中用電視接收機收視效果，若圖像和聲音良好，表示機器已正常工作。
2．1．3 發(fā)射機關機步驟
    按下關機按鈕，此時功率表無指示數(shù)值，功放模塊的顯示燈不亮，風機停止吹風冷卻，32 V直流穩(wěn)壓電源不工作。最后切斷供本機的380 V電源。
2．2 使用和維護
    為了確保機器的安全運行，防止機器發(fā)生故障以及元件損壞，同時確保值機工作人員的安全，應注意以下方面。
    (1)應保證發(fā)射機正常工作的環(huán)境溫度和風量，定期進行灰塵清理和主要指標檢測。
    (2)由于吹風等振動因素，可使緊固件松動，應定期進行檢測加固。
    (3)機器運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備的局部損壞。

    (4)應認真做好檢修維護記錄，有助于預防故障隱患和分析設備故障。

    (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)對場效應管操作時，一定要采取防靜電措施。

3  結束語

    經(jīng)過兩年多的運行，發(fā)射機性能穩(wěn)定，未出現(xiàn)過任何大的故障，各系統(tǒng)指標也均達到了部頒甲級標準，在各覆蓋區(qū)域無線覆蓋效果良好。全固態(tài)發(fā)射機具有節(jié)省費用、維護量小、安全可靠等明顯優(yōu)點，但在使用和維護中對技術人員的技術性要求大大提高，需要更規(guī)范的操作程序和維護管理制度，平時我們要加強業(yè)務學習，及時總結維護經(jīng)驗，確保對發(fā)射機進行正確的維護和操作，確保安全優(yōu)質播出。