BGTV4152型全固态电视发射机的原理与维护

0 引言
    BGTV4152型全固态电视发射机是北广科技股份有限公司生产的一种新型发射机。山西广播电视无线管理中心于2007年在4个直属高山台投入使用了4台该发射机。经过近二年的运行，发射机工作稳定，安全可靠。确保了发射台的安全优质播出和有效覆盖。

1 工作原理
1．1 基本组成及工作原理
    BGTV4152型全固态电视发射机采用模块化设计，技术先进、接口齐全、指标质量高、性能稳定、维护方便。该发射机主要由激励器、功率分配器、功率放大模块、功率合成器、控制系统、滤波器、冷却系统、电源8个部分组成(如图1所示)。

    信号源送来的视音频信号送到电视激励器形成合成射频信号。发射机采用了双激励器配置。通过附加器进行双激励器的自动切换，并将激励器输出信号分配成两路，分别送到两个5 kW功放柜。功率分配器将激励器来的高频信号分成8路送到功放单元中。高频信号经功放单元放大后，采用功率合成技术输出5 kW射频功率。然后2个5 kW功放柜的高频信号合成为一路，使末级输出10 kW的同步顶功率。最后经滤波器、定向耦合器输出至天线系统。
1．2 各功能模块工作原理和技术特点
1．2．1 激励器
    激励器是发射机的重要组成部分。是发射机中进行视频、音频信号处理，调制成射频信号的一个功能部分，它的性能决定了发射机的性能指标优劣。
    信号源送来的视频信号经放大、延时、箝位、白电平限幅、同步再生等处理后送到图像中频调制器进行幅度调制，已调幅图像中频信号经声表面波滤波器形成残余边带后输出到中频校正器，音频信号送入音频电路，经预加重及滤波放大等处理后，送入伴音中频调制器调频，变为已调伴音中频信号也输出到中频校正器。中频图像已调波信号经DG校正，低频非线性失真校正及频响调整等电路后与伴音中频信号在中频校正器小盒内合成，形成图像伴音功率比为10：1的复合电视中频信号。电视中频信号经中频校正、互调校正、群时延校正、DP校正、ICPM校正后送入上变频器变为射频信号并滤除带外杂波，送人功放放大到160 mW输出。激励器内设有ALC自动电平控制电路，使激励器输出功率非常稳定。除稳定功率外，还有两种保护功能：一是，一旦视频信号中断，图象载波维持在黑电平幅度，而不会被校正器里的峰值检波AGC拉到同步顶电平，避免后级功放过载。二是，有“软启动”功能。在开机或射频信号通断时，射频信号幅度总是先小后大慢慢起动，避免了对后级功放的冲击。
1．2．2 功率分配器
    发射机由两个5 kW功放柜进行功率合成，输出RF10 kW。每个5 kW功放柜由8个750 W大功率功放单元组成。功率分配器将激励器输出的信号分配成8路输出，并送到射频功率放大器进行放大。功率分配器除完成信号分配外，还起到前后模块之间相互匹配的作用。
1．2．3 功放模块
    功放模块采用LDMOS器件进行功率合成，输出功率750 W。其主要特点是：
    (1)采用进口MOSFET管BLF368作单元内功率放大，增益高、线性好、能在较高的反射功率下运行，具有较好的温度特性，温度系数是负数；
    (2)功放管输出端接有大功率环行器，在功放输出开路时，功放管不易损坏；便于维修；
    (3)允许热插拔；
    (4)完善的工作状态检测功能。不仅向发射机微机控制系统提供工作状态和故障信号的开关量和模拟量；同时在前面板提供工作状态检测接口；
    (5)相位微调电路保证准确功率合成，降低合成损耗。功放模块的工作原理方框图如图2所示。

    功率放大器由三级功放组成，采用功率合成技术，总增益约40 dB。第一级推动功放由一个宽带功放模块和两只A类功放管组成，分配与合成采用3 dB耦合线实现输入输出端良好匹配．具有很高的线性指标。第二级推动功放选用两个BLF368功率管，工作在A类。BLF368功放管为推挽型管，需要平衡输入输出。本电路输入输出时通过半硬同轴电缆来实现平衡／不平衡转换，使功放管输入输出实现匹配。A类功放具有良好的线性指标，大的动态范围，为数字化电视奠定了良好基础。末级功放选用与第二级同一型号的LDMOS功率管，共用4个合成。工作在AB类，合成输出功率750W。第一级二合成采用带状线正交电桥合成，第二级、第三级采用同向合成；与之相对应的分配网络第一级、第二级采用同相分配器。同样在每个管的输入输出端采用平衡／不平衡转换实现匹配。
    每个功放模块都配置独立的开关电源。
    每个功放模块都设有过激励、过热、过载、过压、反射过大保护等保护设施，工作稳定可靠。
1．2．4 功率合成器
    高频信号经功放单元放大后，采用功率合成技术使若干路功放的高频信号合成为一路，使末级输出符合要求的同步顶功率。它由无源网络组成，配有吸收电阻，当各功率放大器输出功率不平衡时，通过吸收使它们达到平衡。
1．2．5 谐波滤波器
    谐波滤波器用于抑制一次或多次谐波分量，使带外谐波分量满足指标要求。
1．2．6 定向耦合器
    输出定向耦合器检测输出信号的入射波和反射波，反馈至控制系统作为功率指示和故障检测信号。
1．2．7 发射机的监控
    本发射机有两套控制、保护、检测系统，一套为微机监控系统，可实现手动／自动开、关机程序并可监测输出功率、反射功率、各功放模块内管子的电流、温度等参数。实现故障检测和告警、记录、打印。还可以外配PC机实现发射机遥控、远程操作。系统还记录发射机的历史状态信息，并将它存储到数据表文件中供用户在需要时查看，方便机房和系统管理，也方便发射机的维护；另一套为传统的开关控制，是微机控制的备份。同样可实现开关机操作。

2 发射机的使用和维护
2．1 发射机正常操作程序
2．1．1 开机前的检查
    第一次安装或维修之后，在开机之前应对机器进行检查。首先检查供电电源及安全地线是否正确；检查所有射频连接电缆是否接好、接牢；检查通风系统是否正常；尤其是接好图像输出端负载或天馈线。总之应检查系统的接线正确无误后才能开机。
2．1．2 开机步骤
    首先将三相380 V电源正确接入本机。开机前，先将空气开关QT放置在“断”的位置上，然后确定380 V电压是否正常。再将QT放置在“合”的位置上。此时，激励器中+24V／+12V稳压电源工作，监控单元送电，整机处于待开机状态。激励器正常工作。
    在未送入视频信号和音频信号的条件下，图像调制器中的“视频告警”红灯亮，伴音调制器的“音频”红灯亮。激励器前面板上装的测试电表无指示数值。激励器前面板上频偏测试表头同样无频偏显示。如果将视频信号和音频信号均送入中频调制小盒时，图像调制器中的“视频告警”红灯灭，“输出”绿灯亮，伴音调制器“音频”红灯灭，激励器前面板上装的电表均有指示数值，分别指示调制度(87．5％左右)、频偏(约50 kHz)。
    按下开机按钮，观察各风机转动情况是否正常，有没有异样声响。32 V直流稳压电源和750W功放模块是否正常工作，几秒钟后功率达到正常值。
    上述操作步骤完成后机器进入正常工作状态。按下输出功率按钮。看机器液晶屏上方的功率表指示为10 000W同步顶输出功率，按下反射输出按钮，表指示很小，表示天馈线系统也是正常的。在机房中用电视接收机收视效果，若图像和声音良好，表示机器已正常工作。
2．1．3 发射机关机步骤
    按下关机按钮，此时功率表无指示数值，功放模块的显示灯不亮，风机停止吹风冷却，32 V直流稳压电源不工作。最后切断供本机的380 V电源。
2．2 使用和维护
    为了确保机器的安全运行，防止机器发生故障以及元件损坏，同时确保值机工作人员的安全，应注意以下方面。
    (1)应保证发射机正常工作的环境温度和风量，定期进行灰尘清理和主要指标检测。
    (2)由于吹风等振动因素，可使紧固件松动，应定期进行检测加固。
    (3)机器运行过程中不可以轻易拉出功放盒或断开高频电缆连接线，否则会使工作异常甚至造成设备的局部损坏。

    (4)应认真做好检修维护记录，有助于预防故障隐患和分析设备故障。

    (5)一定要接好天馈线系统，保证匹配良好（驻波比小于1.2）。

    (6)对场效应管操作时，一定要采取防静电措施。

3  结束语

    经过两年多的运行，发射机性能稳定，未出现过任何大的故障，各系统指标也均达到了部颁甲级标准，在各覆盖区域无线覆盖效果良好。全固态发射机具有节省费用、维护量小、安全可靠等明显优点，但在使用和维护中对技术人员的技术性要求大大提高，需要更规范的操作程序和维护管理制度，平时我们要加强业务学习，及时总结维护经验，确保对发射机进行正确的维护和操作，确保安全优质播出。