TS-03C发射机开机监控原理及故障剖析

TS-03C中波发射机射频部分电路原理剖析摘要：PDM中波发射机射频部分的作用是产生、放大、输出射频信号。

是发射机的重要组成部分。

多年的维修实践证明，PDM中波发射机射频部分的故障率比较高，而且故障的检修具有一定的难度。

本文以上海明珠TS-03C中波发射机为例，对PDM发射机射频部分的电路组成和工作原理进行剖析，通过原理剖析，为发射机的故障维修奠定理论基础。

关键词：PDM中波发射机；射频部分；原理剖析1电路组成及原理概述T S-03C中波发射机整机由射频部分、音频部分、控制部分和电源部分组成。

射频部分由激励器、中间放大器、调制功放、输出调谐网络组成。

图1为TS-03C中波发射机整机工作原理方框图。

频激励器作用是产生本机工作频率。

激励前级和中间放大器一方面产生末级功放所需的推动信号，另一方面将方波转变成正弦波。

在调制功放器内，射频信号被调制级送来的脉宽信号调制，调制放大后的功率信号经输出调谐网络送往天馈线调配网络，最后送往发射天线。

图1 TS-03C中波发射机整机工作原理框图2射频部分原理剖析2.1高频激励器TS-03C中波发射机本机频率合成电路由晶体基准信号源、锁相环频率合成器、可编程分频器组成。

由恒温晶体振荡源输出4.608MHz的高精度信号，经整形、多次分频器后形成9kHz基准信号，此信号作为锁相环路基准参考信号。

锁相环频率合成器由锁相环集成电路、低通滤波器及BCD 可编程分频器组成。

锁相环集成电路内含鉴相器和压控振荡器。

其输入的基准信号与输入的比较信号进行鉴相比较，输出的鉴相误差脉冲经过低通滤波器后形成一个直流电压，此电压送入压控振荡器控制端，进行频率调整以及相位修正，直到两个比较信号的相位差为零并进行相位锁定。

通过设置分频开关，可设置中波频段内的所有载波频率。

2.2中间放大器中间放大器由三级放大电路和电源部分组成，其作用是将振荡器送来的TTL射频信号转换并放大到功放级所需的正弦波信号，用以推动末级高频功率放大器。

全固态PDM中波广播发射机TS—03C故障检修实例分析作者：莎如拉来源：《科学与财富》2018年第07期摘要：随着科技进步的不断发展及应用，在广播行业全固态PDM中波广播发射机的应用已经十分广泛，确保中波广播发射机各项指标符合标准要求，这样才能保证安全优质的传播效果，同时这也是全固态PDM中波广播发射机的重要工作内容，对于中波广播发射机的技术维护工作做到位，同时对其发射机故障的分析及处理也十分重要，在具体故障检修过程中，一般可以分为四个步骤：首先了解情况，其次分析判断，进而测量验证，最后修复损坏零部件。

因此，可以说故障的分析及判断是贯穿全固态PDM中波广播发射机TS-03C故障检修的整个过程。

本文对全固态PDM中波广播发射机TS-03C的故障进行简要介绍，从中对故障进行分析、处理。

关键词：全固态；PDM中波广播发射机；TS-03C；故障检修；实例全固态PDM中波广播发射机TS-03C是采用脉宽调制，高频末级应用4只功率放大器，在经过功率合成会进行信号输出。

通常我们在对发射机故障检修时，将故障的现象、分析及处理过程进行整理，方便了解出现故障的原因。

一、发射机工作原理（一）高频部分，高频激励器内部带有恒温晶体振荡器，它可以载波全固态PDM中波广播发射机所需的载波工作频率，同时也可以将信号送达到内部放大器中，从而推动4只功率放大器。

（二）低频部分，当音频传送到音频处理器时，可以将输入的音频信号进行转换，由平衡转换为不平衡，并且可以对音频进行限制性放大，最终达到最需音频的最佳效果，音频处理器可以队72KHz的三角波脉冲信号进行调制，将其变化为调宽脉冲信号。

二、全固态PDM中波广播发射机TS-03C输出功率不稳定对于输出功率不稳定是由于发射机的输出功率是随调制度的变化而产生的不稳定，当调制度的变化幅度高于300W时，中波广播发射机的输出功率则正常，且电源电压稳定。

对于全固态PDM中波广播发射机TS-03C输出功率不稳定，电源电路、调制推动电路、高频输出网络等等这几个因素是造成发射机输出功率不稳定的问题所在。

2019·8（上）《科技传播》86作者简介：郑礼锋，福建省广播电视传输发射中心三〇三台。

TS-03C全固态PDM中波发射机开关机控制电路原理及故障分析郑礼锋摘 要 TS-03C 全固态中波发射机是目前福建省各中波发射台主要使用设备之一，它有效降低了停播率，而且日常运行管理和维护的费用低，真正做到了不间断、高质量、既经济又安全的播出要求。

本文主要就其开关机控制电路进行详解，对相应故障分析处理。

关键词 控制检测器；开关机控制；控制方式中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2019）240-0086-021 开关机控制电路原理开关机控制电路根据目的和方式的不同，可分为控制方式选择电路、主电源控制电路、播出控制电路及故障保护电路。

图1 开关机控制电路1.1 控制方式选择电路该电路位于控制器面板上，如图2所示。

控制方式选择电路实现的是，无论选择开关置于手动位置还是遥控位置，均可实现对发射机的开关机控制。

当选择开关置于“手动”位置时，有且只有在发射机面板上实现开关机操作；当选择开关置于“遥控”位置时，有且只有在控制室遥控设备实现开关机操作。

当选择开关置于“停止”位置时，发射机随即封锁。

图2 控制方式选择电路1.2 主电源控制电路主电源控制电路用于主电源的合断控制，当合上控制器面板的“主电源”开关或者由遥控设备输出低电平开主电源指令，均可接通主电源。

图1所示，当手动开主电源开关时，+15VDC 通过R436，为或门U123D-13提供高电平；当选择遥控开主电源时，由A18输入的低电平，导通光电耦合器输出低电平，经非门U120D 输出高电平到U116C-8脚，由A43给U116C-9提供+15VDC 高电平，则U116C-10的输出为高电平，也为或门U123D-12提供高电平。

因此无论手动还是遥控开主电源动作，均产生一个高电平指令，由或门U123D 输出。

《科技传播》2019·8（上）87传播创新研究在没有外电越限（低电平）、低压越限（低电平）且功放及主机门联锁正常（故障时低电平）情况下，U120B 打开，或门U123D 输出的高电平通过U120B 并由U108输出低电平，由A27脚送到交流配电装置，驱动中间继电器JQX-10，启动两个主交流接触器K1、K2，使主电源分两步接通。

DOI:10.19551/ki.issn1672-9129.2021.01.066TS -03C 中波发射机三相交流电源监测原理及其故障维修林素清(福建省广播电视传输发射中心五0五台㊀诏安㊀363500)摘要:查阅我台15年来的发射机故障,发现除了功放问题外,三相交流电源故障占了很大的比例㊂因此深入研究发射机三相交流电源相关原理,排除故障,迅速进行抢修尤其重要㊂本文重点探讨三相交流电源控制器监控原理及其故障分析,并提出相关的故障处理流程,为我台后续电源维护及其抢修提供参考㊂关键词:交流配电装置;电源监测;故障分析中图分类号:TM764㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)01-0068-02㊀㊀1㊀概述三相交流电源监控是对发射机三相交流电源取样参数进行连续监测,数值在正常范围内则控制器面板380V 电源亮绿灯,机台正常运行,对于监测到的数值超过上限值或者低于下限值则控制面板亮红灯,并且做出封锁指令,这样可以使机台在故障时不受破坏,保证机台的安全运行㊂我台目前有TS -03C 和TS -03两个型号的全固态中波发射机,均为上海明珠广播电视科技有限公司生产,两种发射机在三相交流电源监控方面稍有差异,目前TS -03C 机型为我台主机,且其服务年限长,机器老化比较厉害,容易发生故障,故本文以TS -03C 机型进行三相交流电源监控原理的分析,对出现的故障进行简要的分析处理并提出应急的措施㊂2㊀简述发射机三相交流配电装置工作原理机柜底部是本机的电源部分,有容量为6.2千伏安的三相主电源变压一只,初级有抽头,供电压调整用,采用三相全波整流㊂交流电源输入电路主要由三相空气开关㊁单相空气开关㊁K1㊁K2交流接触器㊁延时继电器㊁中间继电器㊁三相电源变压器㊁单相电源变压器等组成这些器件安装在网络柜下部㊂打开机柜后门在下部正面有一块电源板,电源板的下部有接线端子板一块有五个接线端子左起三个为三相电源㊂第四个为中线(N),第五个为单相220V ,单相空气开关接在220V 进线位置上,供给直流12V 电源变压器初级,保证振荡源不间断工作,三相空气开关,它是全机总开关,空气开关提供过流脱扣保护,平时放在 合 的位置,正常关机过程中,不需要频繁操作㊂当低压开关合上后组接点将单相气开关支路的~220V 电压供给主备低压整流电路,使低压设备投入运行状态另一组接点断开+24V 泄放电路当+24V 电源正常后即可开启主电源㊂这时,只要控制选择开关选择开关选择到位后(遥控或本地),交流接触器K1吸合,三相电源经过三只电阻送至主电源变压器初级,主电源整流后的直流电平渐渐升高,在K1吸合的同时,延时继电器得电,约3秒后,交流接触器K2吸合,将三只电阻短路,主电源输出电压达到正常值㊂K1有两对辅助接点(常开),其作用是,当K1动作后,其中第一档高压接通时,迅速将一相交流电送于风扇,使风扇得电动作㊂K2有两对辅助接点(常开),其一端均接地,K2动作后,其中一付接点送到控制器去,表示开启主电源动作已完成,这是控制面板上 准备 灯亮,另一付接点送去中放,用作 使能 信号㊂用于主电源控制的中间继电器有三对接点,其中二对并接的常开接点,当有主电源开关信号是,接通交流接触器K1及延时继电器的线包电压;另一对常开接点用来控制主电源泄放继电器动作,当主电源合闸时,断开泄放电阻;主电源断开时,接通泄放电阻㊂3㊀三相交流电源监测由相邻两相(380V)线电压采样,用以检测交流电源是否在380(1ʃ15%)V 之内,在范围内,控制器面板上绿灯亮,表示正常情况,若检测发现超压380(1ʃ15%)V,交流报警㊂面板上380V 控制灯红灯亮,发射机不能开启㊂将发出故障保护指令,并给出报警信号,以保证设备安全㊂其监控流程如图1㊂3.1交流电源采样电压(9V)㊂380V 交流电路输入的采样电压来自三相电源取样电路板(8A1B),位于发射机机箱左侧下方,一共有三块相同的板,以下以A 相电源采样电路作为分析,A 相电源经过T1变压器变压后,分别经过VD1(IN4007)㊁C1至C7滤波电容㊁电阻R1㊁电位器R4等进行整流㊁滤波㊁分压后,在R4和R1之间取出采样电压,在外电电压为稳定的380V 电压时,采样电压设为9V 直流电压㊂3.2交流电源标准电压(6V)㊂样值电压经R101(102㊁103)1K 电阻和RP101(102㊁103)25K 电位器调整为6VDC㊂3.3采样后比较输出电路分析㊂三相采样标准6V 电压分别经D101㊁D102㊁D103反向隔离二极管后并联送到上限电压比较器U101A 反相端,U101A㊁U101C 都是采用反相比较器,U101A 作为上限电压监测,其同相端的基准电压设置为6.9V(6V +6V∗15%),在正常情况下,U101A 上限电压比较器的反相端电压是小于同相端的基准电压6.9V,电压比较器输出是高电平,当反相端电压上升到6.9V 时,反相比较器U101A 就输出是低电平㊂所以不论三相取样电压哪相电压高,超过设定值,那哪相电压就加到反相比较器反向端,U101A 电压比较器就输出低电平㊂同理三相采样电压经隔离电阻R104㊁R105㊁R106三个100K 电阻后并联送至电压比较器U101C 的同相输入端,其反相端的基准电压设置为5.1V(6V -6V∗15%)㊂在正常情况下,下限电压比较器(U101C)的同相端输入取样电压应比其反相端的(基准电压5.1V)大,从而出电平为高,当同相端电压下降到5.1V 时,反相比较器U101C 就输出是低电平㊂三个隔离电阻构成了一个平均值电路,也就是说输入到U101C 的同相端的电压取值是三个取样电压的平均值㊂所以,当外电电压为380V 时,监测标准电压调设为6V,而上㊁㊃86㊃下限基准电压分别设置为6.9V和5.1V时,可知对三相电压的允许范围为380V(1ʃ15%)V㊂3.4电压正常时的控制监测㊂当交流电压在380V(1ʃ15%)V范围内时,U101A与U101C构成窗式电压比较器输出皆为高电平,接与门电路U116A输出也为高电平,故经U111输出也为高电平,所以面板显示 交流正常-P 为高电平 LED绿灯亮 ,主电源封锁也为高电平信号, 交流报警-X (高电平无效), 交流报警-X 前端经非门U124B电路输出低电平信号㊂3.5电压异常时的控制监测㊂当监测的直流样值高于6.9V(低于5.1V时),电压比较器U101A(电压比较器U101C)输出为低电平,与门U116A给出主电源封锁信号(低电平)此时主电源不能合闸,同时,U124B㊁U108给出交流报警(低电平),由U111点亮面板上的交流故障指示红灯㊂交流电源监测电路在上下限超限电压恢复到限内,检测电路并没有立即给出电源正常信号,只有当交流电压的变化到低于最高限定值时,检测电路才能消除故障指令,给出正常信号㊂这功能由R111㊁D104㊁R112㊁D105㊁U124A来实现㊂在手动开机时,当电压回落到380(1ʃ15%)V内,但未回到ʃ380(1ʃ5%)V范围内,交流故障指令消除不了,可关机后重开低压,故障指令清除㊂4㊀故障案例分析对发射机的电路监测原理的深入分析,最终还是要运用于发射机的维护及其故障检修,保证发射机的不间断播出㊂4.1整理我台相关故障记录及其处理方法㊂本文将15年来我台6部TS-03C发射机在电源控制检测方面的故障进行分析总结,如表1,并从中选取一个典型案例进行详细分析㊂日期故障现象故障部分故障原因处理方法2005.4.27380V红灯报警三相电源取样变压器B相)更换处理后,试机正常2007.6.28380V红灯报警,机器封锁三相电源取样变压器C相烧坏更换处理后,试机正常2008.6.28频繁出现封锁,继电器同时出现吸㊁释滴答声音低压稳压电源,主电源主电源380V,进线接线柱螺丝断裂更换处理后,试机正常2013.5.18380V红灯报警,机器封锁三相电源取样电路一个变压器虚焊或脱焊重新焊接后恢复正常2014.9.20380V指示灯亮黄灯,机器封锁控制器集成块集成块松动拆开控制箱压紧集成块后恢复正常2019.12.09380v亮红灯,指示灯处于红绿灯不停变换状态取样电压取样电压分别为7.42v\7.56v和8.53v,明显低于标准值9v调整可调电阻使三相取样电压都达到9v后恢复正常2020.3.1380v亮红灯,机台发出大的声响中间继电器中间继电器发出声响,两边电阻发烫,中间继电器烧坏更换一个新的中间继电器后恢复正常运行㊀㊀表1505台15年来TS-03C发射机关于电源监测故障记录4.2从我台故障记录选取一个典型故障进行详细分析㊂从我台故障状况来分析,比较经常出现的是三相取样变压器故障,故本文以2013年5月18日发射机异常进行分析㊂故障现象:上海明珠TS-03C发射机380V红灯报警,机器封锁㊂故障分析:可能原因:1㊁外电电压偏低或偏高越限㊂2㊁三相电源采样调整不当,该电压在外电线电压为380V标称值时应调整为6V,如果调整时外电不是380V标称值时,调定值应为6∗线电压/380㊂如果不是按此关系调整,如在外电上升10%(即为418V)时把采样电压调定为6V,那么外电为355V时相对于380V只下降7%,但此时的采样电压已下降15%,即为5.1V,偏低,这就可能造成越限告警指示灯红,机器封锁㊂3㊁三相电源监测变压器有一个失效㊂下限监测电路的取样电压是0.33(Ua+Ub+Uc),Ua㊁Ub㊁Uc是三相采样值,当外电为380V时为6V,当有一路采样电压因变压器失效等原因而缺失时,下限采样电压降为4V左右,已低于下限门限5.1V,因而380V告警灯亮㊂分别用万用表检查三相交流电电压均为380V,可排除第1种可能外电电压不稳定而造成的这种故障的可能,测量三相采样引入控制器端8XBI-22㊁23㊁24脚电压为8.8V㊁8. 8V㊁0V,在查三相电源取样电路输出端电压发现A㊁B㊁C三相取样电压有异常,可以推测出取样电路有问题,在进一步测量发现靠近前面板的那只取样变压器没有交流输出,经过监测发现变压器脱焊㊂故障处理:重新焊接变压器后正常㊂5㊀结束语三相交流电源监测系统是TS-03C全固态PDM中波广播发射机监控系统中最重要的组成部分㊂本文详细介绍了TS-03C发射机的三相交流电源的交流配电装置以及监控的原理,详细汇整了我台近15年来的相关故障记录,并对相关故障进行深入分析,对于我台日后运行维护及故障抢修工作起到借鉴作用㊂参考文献:[1]张丕灶,等.全固态中波发送系统调整与维修[M].厦门:厦门大学出版社,2007:276-277.[2]TS-03C㊁3KW全固态PDM中波广播发射机技术说明书[M].上海明珠广播电视科技有限公司,2003.5:控制器电路原理图.㊃96㊃。

TS-03C中波发射机播出指示灯闪烁且功率时有时无故障故障机型：上海明珠TS-03C中波发射机故障现象：全部四个调制功放器的调制功率输出时有时无，调制输出指示灯时亮时灭，发射机播出指示灯闪烁，播出时有时无。

故障分析与查找：调制推动和调制功放流程图如图1.44所示，当各路保护取样信号都正常时，U233的2、3、4、5、9、10、11、12脚均为低电平。

此时调制推动输出开通程序为：U233的1脚为低电平→U205的10脚为低电平→U205的8脚为低电平→G1输入低电平→G1输出高电平→G2输入高电平→G2输出低电平→K1吸合→调制推动输出。

调制功放开通程序为：U233的1脚为低电平→U205的13脚为低电平→U205的11脚为低电平→调制功放封锁控制点（B28）为低电平→调制功放器封锁端（7XS-12）为低电平→N1输入低电平→N1输出高电平→N2输入高电平→N2输出高电平→D截止→调制功放开始工作。

个或一个以上的高电平，此时调制推动输出封锁程序为：U233的1脚为高电平→U205的10脚为高电平→U205的8脚为高电平→（B27）为高电平→4XS-18为高电平→G1输入高电平→G1输出低电平→G2输入低电平→G2输出高电平→K1断开→切断调制推动输出。

调制功放开通程序为：U233的1脚为高电平→U205的13脚为高电平→U205的11脚为高电平→调制功放封锁控制点（B28）为高电平→调制功放器封锁端（7XS-12）为高电平→N1输入高电平→N1输出低电平→N2输入低电平→N2输出低电平→D导通接地→调制功放停止工作。

综合故障现象与调制推动和调制功放检测流程图分析，调制功放停止工作使得无调制功率输出。

调制输出指示灯熄灭的主要原因有四点：一是调制推动器故障；二是调制功放器电源故障；三是调制功放器本身故障；四是保护电路异常或监控器本身故障，使监控系统发出两路封锁信号，分别封锁了调制推动器和调制功放器，最终使得调制功放器停止工作。

上海明珠TS-03C 发射机超限指示灯亮且主电源无法开启故障故障现象：上海明珠TS-03C 中波广播发射机故障现象：运行过程中，先是发射超限灯亮，播出灯闪烁，主电源开不上。

逐级复位后，合上播出开关，电源可以开上。

但过了几分钟后，交流 380V指示灯暗，同时封锁发射机，播出闪烁，无功率输出。

故障应急措施：经检测，发现问题出在自控制监测器上，发现TXB1-1端不为低电平，由于TXB1-1与A27连接。

可用短路夹将其应急接地，强制该点为低电平，维持发射机主电源正常输出。

减少发射机的停播时间。

故障关联分析：交流电源输入电路如图1.3所示。

它主要由三相空气开关、K1、K2交流接触器、延时继电器(JS7)、中间继电器(JQX-1O )、三相电源变压器等组成。

当低压开关合上后，在没有外电越限且功放及主机门联锁正常的情况下，选择遥控或手动控制方式，启动主电源，其过程如下：控制监测器的1XS3-7脚经9XB1-17脚到TXB1-1，使TXB1-1端为低电平(L)，驱动JQX-1O 得电吸合，6-7及1-3的接通使K1和JS7得电吸合。

K1吸合，三相电源经过三只电阻送至主电源变压器初级，其辅助接点接通，迅速将一相交流电送给风机，使风扇得电动作。

在K1吸合的同时，JS7也同时得电启动，延时3S后，延时触点闭合，K2吸合，主电源合闸动作完成。

K2吸合后，主触点把三个电阻短路，三相380V全加到主电源变压器两端，主电源输出电压达到正常值。

它的辅助接点13-14的14端接地，13端经TXB1-2送到控制器板的A19端(当K2闭合时，该端为低电位，K2未闭合，该点悬空)，打开主机故障禁止门U118B，解除主电源报警禁止，表示开启主电源动作完成，这时控制器面板上“准备”灯亮；另一对辅助接点44-43，其44端接地，43端经TXB1-3，9XB2-53送到中间放大器板3XSl-8(当K2没有闭合，则中放无输出，当K2闭合时，中放有输出)，用作“使能”信号，解除激励封锁。

上海明珠TS-03C中波发射机开机不正常故障检修三例故障1：无法开机故障故障现象：出现380V红灯，无法开机故障。

故障查找：根据 380V红灯的现象，先查外电源是否缺相、偏高，经查正常。

查三相采样变压器输出为8V直流正常，再查三相采样引入控制器端8XB1-22、23、24脚电压为8V正常。

查U101的5脚6.9V，4脚6.3V正常，2脚为0不正常。

由此可知是U101异常引起。

故障关联分析：原因有二种可能：（1）三相电源采样变压器损坏或采样电压值变化，经检查正常；（2）电压比较器U101由于雷击而损坏、U101损坏致使其输出为低电平，由与门U116A给出主电源封锁信号，此时主电源不能合闸；同时U124B、U108 给出交流报警信号并由U111点亮面板上的交流故障指示灯。

故障处理：更换比较器U101（LM339），380V LED灯正常，开机正常。

维修“千金方”在发射机故障维修实践中，因交流回路因素造成的故障较为少见，相对而言维修并不复杂，测量时较简单。

一般可用万用表的交流500V 电压档测电源变压器的初级端，这时相电压应有380V 电压，若没有，故障可能是保险丝熔断，电源线及插头有损坏。

若交流电压正常，可测电源变压器次级，看是否有低压，若无低压，则可能是初保险烧断，对于PDM发射机，常见的情况有两种，一是三相电源缺相；二是三相电源全无。

三相变压器烧坏的可能性很小，如果次级电压正常，则很有可能是380V电压检测电路有故障，应检查故障检测电路。

操作时要养成单手操作习惯，测高压时，要注意人身安全。

故障2：+24V红灯亮故障故障机型：上海明珠TS-03C中波发射机故障现象：+24V红灯亮，发射机无法开启。

故障查找：根据 +24V红灯现象，查找+24V稳压输出及相关保险丝正常，再查+24V引入控制器，9XB-24脚为+24V正常，证明+24V电源本身正常。

那应该是+24V电源监测器异常引起+24V红灯。

检查24V电源控制器：（1）用LP-1型逻辑笔检查，U102的9脚为高电平、14脚为高电平、U117的12、13脚高电平、11脚为低电平异常。