速调管高功放维护及故障处理
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《中国有线电视》2020(04)金於CHINA DIGITAL CABLE TV・实践探讨・中图分类号:TN948.53文献标识码:B文章编号:1007-022(2020)04-455-2DOI&10.12071/oUv.2020-4-40GEN IV速调管常见故障及应对措施□(广西广播电视地球站,广西南宁530022)高功率放大器是地球站上行发射系统的核心部分,决定上行站EIRP能力的重要设备*目前国内通常采用的高功率放大器(HPA,High Power Amplifier)有:速调管放大器(KPA,Klystron Power Amplifier)、行波管放大器(TWTA,Travel W ng Wave Tube Amplifier)和固态功放大器(SSPA,Solid State Power Amplifier)三种类型*三种放大器在不同频段(C或Ku频段)中工作,KPA输出功率最大,TWTA居中,SSPA最力、*为抗击恶意的干扰,全国大部分地球站购置了新型第四代速调管放大器一多收集极小体积速调管功放(CPI gen IT系列3000W速调管),该类型速调管具有窄带,大功率,抗干扰能力强的特点*CPI gen IT速调管的性能更适合我国卫星广播电视的传输,因此被全国地球站广泛应用于上行发射系统*正确的使用和维护对高功放故障率的降低及运行寿命的延长起着非常重要的作用。
笔者将结合自身的实际工作经验,对地球站gen IV速调管常见故障以及维护措施进行探讨*故障一:高功放低射频输出告警故障故障现象:2#高功放低射频输出告警,控制面板显示Low RF output Fault#F218故障分析处理过程:根据上述现象,初步估计是电源单元问题*在关机后对供电单元进行检查并除尘,存在任何VWn重复,就不会存在上行链路通路问题*同理,单局端或者ONU下VWn重复,根据二层网络MAC学习规则,可以学习到VWn内的所有用户MAC地址,由于MAC地址表有数量限制,过多后会不再学习,就造成了用户点播马赛克。
CPI GENIV速调管放大器风冷系统运行维护注意事项一、速调管风冷系统简介速调管作为一个高压真空放大器件,其消耗的电能只有少部分转化成射频能量发射出去,而绝大部分都将转化成热量。
将产生的热量迅速有效地排出功放是保证速调管功放正常工作的重要条件。
风冷系统就是为速调管提供所需要的适宜的工作环境的保证。
速调管放大器风冷系统可以分为设备自身风冷系统和环境风冷系统两个部分。
设备自身风冷系统的作用就是将速调管产生的热量迅速有效的排出功放,使速调管工作在一个相对较低温度的环境下,这样才能最大限度的保证高功放设备工作的稳定性,并延长了设备的使用寿命。
通过设备自身风冷系统,速调管产生的热量70%(约5.3KW)将通过出风口排出。
我们在安装功放时,可以将出风口通过风管(CPI提供直径6’’的管道)直接接到室外,也可以将热风派到室内。
前者称为外循环,采用这种方式可以大大降低对空调的需求,比较符合节能环保的潮流,这也是CPI厂家建议的安装方式。
但这里需要注意的是,当热风不能直接排出室外,而需要通过房屋本身的管道时,出风管。
由于大量空气排出室外,就需要从室外抽入新鲜空气。
这样就对粉尘过滤,温湿度控制的要求较高,这些工作就是环境风冷系统的功能。
而后种方式称为内循环,大量热量需要空调进行降温,空调负荷较重。
但由于是室内循环,空气质量,特别是空气的洁净度比较好控制,对环境风冷系统的要求较低。
CPI厂家对空气的洁净程度要求较高,要求环境风冷系统能够滤除空气70%的大于5微米的粉尘颗粒。
尽管CPI提供的GEN IV功放的工作温度是-10℃~50℃,湿度是0~95%(不结露),但功放所需要的适宜环境温度是22℃~28℃,湿度是30~70%,此温湿度是对设备进风口用于冷却的空气的要求。
满足这种环境要求,对功放的长期稳定工作有着非常大的帮助。
速调管放大器自身风冷系统它主要包括空气滤网,射频风机,马达控制器,温度探测器和风压监测开关。
由于速调管是一个高压器件,高压产生的静电场非常容易吸附灰尘,而导致速调管收集极的散热效率下降,空气滤网可以大幅度降低空气中尘埃的数量,为了保证滤尘效果通常需要1~2周清洁一次;射频风机是冷却速调管收集级的重要部件,它是一个大功率的三相交流风机。
无线覆盖Wireless Coverage CPI GEN IV 3kW 速调管高功放典型故障分析及处理◎于兵高祖民山东电视台故障案例一摘要: 笔者根据多年实际使用和维护经验,对于CPI 现象:2006 年12 月,2 在线功放F106 BODY OVER GEN IV 3kW 速调管高功放典型故障进行了详细分析,CURRENT FAULT(体电流过大)故障,并自动倒机至 1 功放,提出了一系列行之有效的处理方法和维护方案。
之后一段时间内这种情况反复出现多次。
分析:速调管体电流故障门限为50mA,查询故障记录关键词: 地球站速调管高功放故障最大体电流为150mA,大大超过门限值。
可能的原因(1)速(2)速调管气密性降低,管调管使用年限过长,管子老化;高功率放大器是地球站上行系统中的关键设备,其性能(3)激励过载;子损坏;(4)管子输出部件问题。
的好坏对上行信号质量影响很大。
在地球站上行设备中高功处理:该设备刚刚使用一年多,不存在使用年限过长、放系统造价昂贵,长期运行成本包括耗电量、备品备件、管子老化的因素。
查看管子的体风扇(B4)、阴极风扇(B6)维护量等较高。
由于其长期工作于高电压、大电流的状态,正常,散热情况良好,输出部件无明显损坏情况。
根据常规因此故障率也远高于小信号设备。
经验并咨询厂家技术人员,初步判断为管子损坏。
为了进一为了确保安全播出,2005 年全国各地球站基本都配备了步分析故障原因,我们将功放衰减调为0,激励43mW,束美国CPI 公司生产的GEN IV 3kW 速调管高功放。
该速调管电压8.8kV 输出功率2700W。
随时间的推移,体电流由高功放最大输出功率比较高,Ku 波段为 2.45kW,C 波段可12mA 逐渐增大,输出功率逐渐降低。
约40 分钟后功率降到达3.35kW。
经过 4 年多的使用,证明GEN IV 型速调管高功2500W,体电流增大到30mA,最后体电流雪崩式增大,导致放是一款性能优秀、可靠性良好的设备。
功放机故障分析及解决方法众所周知,日常生活中我们使用功放机,时间久了之后可能就会出现各种各样的问题,那么,功放机出现问题的情况下应该怎么解决呢?隔山如隔行,虽然不是所有的人都能解决的,但是了解一些相关方面的知识会使你迎刃而解。
下面介绍功放机的三种常见故障及维修方法。
一、整机不工作整机不工作的故障表现为通电后放大器无任何显示,各功能键均失效,也无任何声音,像未通电时一样。
检修时首先应检查电源电路。
可用万用表测量电源插头两端的直流电阻值(电源开关应接通),正常时应有数百欧姆的电阻值。
若测得阻值偏小许多,且电源变压器严重发热,说明电源变压器的初级回路有局部短路处;若测得阻值为无穷大,应检查保险丝是否熔断、变压器初级绕组是否开路、电源线与插头之间有无断线。
有的机器增加了温度保护装置,在电源变压器的初级回路中接人了电流保险丝(通常安装在电源变压器内部,将变压器外部的绝缘纸去掉即可见到),它损坏后也会使电源变压器初级回路开路。
若电源插头两端阻值正常,可通电测量电源电路各输出电压是否正常。
对于采用系统控制微处理器或逻辑控制电路的放大器,应着重检查该控制电路的供电电压(通常为+5V)是否正常。
如无+5V电压,应测量三端稳压集成电路7805的输入端电压是否正常,若输入端电压不正常,应检查整流、滤波电路。
若7805输入端电压正常,而输出端无十5V电压或电压偏低,可断开负载看+5V电压能否恢复正常。
若+5V电压正常,则故障在负载电路;若+5V电压仍不正常,则故障在7805本身。
若系统控制电路的+5V供电电压正常,应再检查微处理器的时钟及复位信号是否正常、键控与显示驱动电路有无损坏。
二、噪声大放大器的噪声有交流声、爆裂声、感应噪声和白噪声等。
检修时,应先判断噪声来自于前级还是来自于后级电路。
可把前、后级的信号连接插头取下,若噪声明显变小,说明故障在前级电路;反之,故障在后级电路。
交流声是指听感低沉、单调而稳定的100Hz 交流哼声,主要是电源部分滤波不良所致,应着重检查电源整流、滤波和稳压元件有无损坏。
放大器作用如何及维护和修理保养放大器作用如何?放大器是能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件构成。
用在通讯、广播、达、电视、自动掌控等各种装置中。
高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以充分发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间;保证在确定区域内的接收机可以接收到充分的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的紧要组件。
按其工作频带的窄划分为窄带高频功率放大器和宽频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为谓谐功率放器或谐振功率放大器:宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他完带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。
高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供应的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知,放大器可以依照电流导通角的不同,将其分为甲、乙、丙三类工作状态。
甲类放大器电流的流通角为360,适用于小信号低功率放大。
乙类放大器电流的流通角约等于1800;丙类放大器电流的流通角则小于1800、乙类和丙类都适用于大功率工作丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中zui高者。
高频功率放大器大多工作于丙类。
但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于接受调谐回路作为负载的谐振功率放大。
由于调谐回路具有滤波本领,回路电流与电压仍旧极近于正弦波形,失真很小。
放大器紧要用于检測信噪比很低的微弱信号。
即使有用的信号被淹没在噪声信号里面,即使噪声信号比有用的信号大很多,只要知道有用的信号的频率值,就能确地测量出这个信号的幅值。
放大器加添信号幅度或功率的装置,它是自动化技术工具中处理信号的紧要元件:放大器的放大作用是输入信号掌控能源来实现的,放大所需功耗由能源供应。
对于线性放大器,输出就是输入信号的复现和增最:对于线性放大器,输出则与输入信号成确定函数关系。
功放故障维修的常用方法一、直观检查法直观检查法是本着先简后繁的原则,通过眼看、耳听、鼻闻、手摸等手段,对故障机进行大体的检查,以发现产生故障的部位和原因。
此方法对处理一些简单而明显的故障十分有效。
用直观检查法检修时,可先查看外部旋钮、开关及各信号线连接是否正确,机内电路中有无明显烧毁、变色、断裂和接触不良的元件与线路。
若未见异常,可通电试机。
若发现机内有冒烟、跳火,或闻到元器件烧焦的糊味、听到异常的响声时,应立即切断电源,并检查其原因所在,以免扩大故障。
在检修电子管放大器时,通过观察电子管灯丝是否发亮,可判断灯丝或其供电是否正常。
另外,断电后手摸可疑元件,根据该元件是否发烫可判断它是否损坏。
、万用表测量法检修时,在确定了故障发生的大致部位后,可用万用表对故障电路与元器件进行电压、电流或电阻值的测量,再通过与正常工作时的数值相比较,从而判断出故障所在。
其中,电压测量法用来检查电源各输入输出电压及晶体管、电子管、集成电路等元器件的工作电压,根据电压的有无及高低变化,来判断故障是在被测元件本身,还是在其外围元件或供电电路。
电阻测量法用来测量各种电子元件的直流电阻值,看其有无开路、短路或性能变差,还可测量某一线路是否断路。
电流测量法用来测量某?部分电路或电子元件的电流值,推断该电路或元件本身有无故障。
通常是把万用表置于适当电流挡,将两表笔串接在电路中,根据表针指示或数字显示值读出电流的大小。
也可用电压法测某电阻两端的电压降,然后根据欧姆定律计算出通过该电阻的电流。
三、信号干扰法信号干扰法主要用于音频模拟电路的检修。
将人体感应信号、直流断续信号或信号发生器的输出信号从放大器某级电路的输入端加入,根据扬声器发声的强弱来判断故障发生的大致部位。
信号干扰法适用于查找各单元(或各级)电路直流工作状态正常但无声或声小的故障,一般是从后级逐级向前检查。
应该注意的是:在检修后级功率放大器(尤其是分立兀件放大器)时,应将音量电位器关小,然后在音量电位器前加入干扰信号。
行波管高功放的维护与故障处理韩俊【期刊名称】《数字通信世界》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】2页(P36-37)【作者】韩俊【作者单位】上海广播电视台技术运营中心卫星地球站【正文语种】中文一、引言地球站信号上行需要使用能够稳定输出大功率高频信号的高功率放大器,目前卫星地球站高功率放大器分为三大类:速调管高功率放大器(KHPA)、行波管高功率放大器(TWTA)和固态高功率放大器(SSPA),这三种功放各有特点,使用要求也不相同。
行波管高功率放大器和固态高功率放大器具有宽频带的特点,可覆盖整个发射频段,可以同时放大多个载波,适用于需要更换频率的多载波业务;在放大多个载波时,为了使交调产物控制在规定值内,放大器应工作在线性区,即功率不能用足,需要有一定的补偿量,补偿量视载波数量的多少,一般在4~7dB之间,因此,需要放大多个载波时,应选用额定功率较大的行波管高功率放大器。
二、行波管高功放的应用国内广播电视卫星地球站并没有单一的使用某一种类型的高功放,而是根据实际使用情况,选择适合自身业务发展的高功放。
在微波频段,目前千瓦级输出的高功放一般采用行波管和速调管,其具有输出功率大、工作电压高等特点,适合广播电视安全播出需要抗击非法干扰的需求,因此,这两种类型的高功放多用于地方卫视等重要节目的上行播出使用。
而节目交换、信息传递等普通业务需求则这三种高功放均能满足要求。
我站根据广播电视安全播出和业务发展的需要,采用了CPI VZC-6965B5型2250W行波管高功放。
高功放配置为1+1功率合成方式,两台2250W的行波管功放合成功率输出可以达到3500W左右,在抗击非法干扰中能够发挥更大的作用。
而且在功率合成输出的模式下,当某一路高功放发生故障时,载波信号会损失部分功率,但不会影响播出。
这样配置既满足正常播出条件下的安全备份需求,又满足异常播出条件下的大功率需求。
下面简单介绍一下其工作原理。
速调管高功放维护及故障处理
作者:卡哈尔曼.阿吾斯别克
来源:《无线互联科技》2014年第06期
摘要:GEN IV型速调管高功放是一款性能优秀、可靠性良好的设备。
由于其长期处于高电压、大电流的工作状态,随着使用年限的增加,各类故障也频频出现。
本文分析了速调管高功放出现故障时如何进行维护和处理,防止处理不当而造成设备损坏或故障扩大化。
关键词:速调管高功放;故障;维护;处理高功放是地球站重要播出设备,它的作用是将上变频器输出的高频信号放大成能满足卫星接收需要的大功率微波信号。
目前广泛使用的有速调管(KH-PA)、行波管(TWTA)和全固态3种类型高功放(SS-PA),其中速调管高功放的优点是输出功率大。
由于节目安全播出需要,国家广电总局要求各上行站必须配备大功率速调管高功放,为此,我站2005年购进了CPIGENIV系列3000W速调管高功放,一直作为主机使用。
GENIV系列是新一代的速调管高功放,功放由高压电源、射频组件、控制系统和风冷系统等部分组成,其主要特点是采用了多收集极速调管(MSDC),并可以根据输出功率的大小自动调整管子束电压和灯丝电压,减低耗散功率,延长使用寿命。
另一个特点是采用分布式的微处理系统、CAN内部总线、统一的使用操作界面,能兼容多种灵活通信方式,便于远程监控。
CPI GEN IV高功放出现一次低风流故障。
故障现象:CPI GEN IV速调管功放出现“LOW A IRFLOW FAULT”故障,导致高功放射频输出被抑制。
分析及处理:速调管功放工作时温度较高,必须保证足够的排风量供给内部速调管散热。
GEN IV功放后部有一风压开关用于监测功放排风量,排风量正常时风压开关处于常开状态, 当排风量减少时风压开关变为常闭状态,功放控制系统会抑制射频输出保护内部速调管。
分析出现LOW AIR FLOW FAULT 故障的原因是如下几点:1,可能是风扇故障或者是进风口滤尘网灰尘过多导致进风流量不足。
检查风扇,并对滤尘网以及整机腔体进行清洁,故障依然存在。
2,该故障出现在装机后不久, 分析可能是风压开关初始状态设置不合理造成的,调整风压开关设置重新开机后,故障依然存在。
3,可能风压开关本身有问题,于是更换了新的风压开关,故障依然存在。
4,可能是控制面板失控原因,于是跟厂家联系,让他们带控制模板来更换。
第一次更换控制模板后,功放开不起来。
厂家的维护人员分析后,将新旧控制模板上的芯片更换后装上开机。
更换后高功放没有出现“LOW AIRFLOW FAULT”故障。
下面重点介绍故障点的主要作用。
相对其他上行设备高功放故障率较高,维护涉及面较多, 危险性也较大,所以高功放的维护一直是我站的维护重点。
而速调管与全固态高功放相比故障率稍高,维护难度也相对增加,对环境温度湿度要求更高。
对于高功放这类关键设备,我们的观点一直都是防重于治,平时要注意观察设备运行状态,了解它的性能特点,做好高功放基本维护工作,保证其正常平稳运行。
速调管高功放维护首先要保证高功放电气性能、机械性能等技术指标符合要求;其次要合理调整系统设备配置,延长设备使用寿命;遇到故障能迅速排除,尽量减少故障损失。
根据多年的经验,高功放维护工作包括:
(1)重视高功放机房环境温度、湿度的保持。
根据经验,夏季高温、高湿的环境最容易导致高功放故障的发生,特别是高压器件的故障率明显升高,因此夏季要特别注意保持设备运行环境温度和湿度。
(2)重视高功放机房防尘,定期清理高功放滤尘网,检查风扇、风机运转情况,如风扇运转不畅或有响声应及时更换。
(3)每日定时记录高功放面板主要参数显示,定期分析整理高功放主要参数变化数值及各种告警信息,根据这些信息预测可能出现的故障和部位,对可能发生故障的部位进行检测、调整和维修,对零部件及时更换。
(4)对高功放主要技术指标及测试点进行测量,分析查找产生指标和测试数据变化的原因,有针对性地进行调整或采取适当的应急处理措施。
高功放故障在地球站总体故障中所占比例较大,在日常维护中应注意积累经验,要定期打开机箱对机器内部做清洁除尘工作,定期检查告警指示灯、门连锁、继电器、机械触点等状况,尤其要检查电源系统接头螺丝是否紧固,确保供电系统电接头接触良好,线路绝缘良好。
速调管功放开机时灯丝电阻必须保持准确的额定数值,过高或过低都会造成阴极表面非均发射,加速阴极老化。
重点检查机内高压电容、变压器、接触器等工作条件恶劣的元器件有无异常,各种保护装置是否灵敏有效。
每年测试一次功放额定输出功率、增益和增益频率响应。
经过多年的使用,证明GEN IV型速调管高功放是一款性能优秀、可靠性良好的设备。
但是,由于其长期处于高电压、大电流的工作状态,随着使用年限的增加,各类故障也频频出现。
出现故障时准确分析和处理故障,防止处理不当而造成设备损坏或故障扩大化。