DF100A型PSM短波发射机谐波滤波器的维护及故障分析处理
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作者: 赵勇 曹煌华
DFl00A型PSM短波发射机射频放大系统具有短波发射机大功率、高效率、高质量、高稳定、数字化、自动化、固态化等特点。其射频放大系统由频率合成器、射频增益控制放大器、固态宽带射频放大器、中间级功放、高末级功放、谐波滤波器和平衡/不平衡转换器及相应的控制、保护电路组成。
为了提高效率，DFl00A型PSM短波发射机的高末级的工作状态为丙类，高末电子管的屏级电流为余弦脉冲。高末屏流中不仅含有直流分量和基波分量，还残留有各次谐波分量。谐波分量的存在会极大地影响发射机的指标状态，同时会干扰发射机输出频率。国际广播电视联盟规定，所有广播发射机输出电磁波中的谐波分量要小于60dB，或者说n次谐波功率要小于50mw。为使高末级的输出达到这一要求，要对各次谐波分量进行滤除或衰减，使其所要输出频率的信号不受干扰。用国际广播电视联盟规定的最小谐波功率50mw与实际的谐波分量相比取分贝数，可计算出需要对二次谐波的衰减量为-50.5dB，而发射机高末屏极回路网络对二次谐波的衰减量仅为-38dB左右，不能达到滤除谐波的要求。因此在高末屏极回路网络后面必须增加谐波滤波器，对谐波辐射分量进一步滤除，使其输出效果达到规定的标准要求。
谐波滤波器的工作原理
DFl00A型PSM短波发射机的谐波滤波器是发射机的重要组成部分，它采用两节90°相移π网络串联组成。其输入阻抗Zin=75Ω，输出阻抗Zout=75Ω。
图中，谐波滤波器的中间电容C2是一组网络的输入电容C21与另一组网络的输出电容C22的合并电容。L1、L2为盘香电感，L1与L2在谐振时的感抗Z1都为+75Ω。输入输出电容器C1与C3在谐振时的容抗Z2都为-75Ω。中间电容器C2的容抗为-37.5Ω。三只可变真空电容应采用同一种型号的可变真空电容，容量为35～1000pF。盘香电感与三只可变真空电容是联动的，由马达来驱动以便于统调。由于C2=C21+C22=2C1=2C3，因此，要求C2与C1（C3）之间的转速比为2∶l。
滤除谐波、减小谐波输出功率、保证基波通过是谐波滤波器的主要功能，同时它还具有选频和阻抗变换功能。滤波器的另一特点是点频式窄带滤波器，即随着不用的工作频率，该滤波器具有不同的工作点，在3.2MHz到26.1MHz的频率范围内，始终保证其基波阻抗等于或接近75Ω，使其Vswr≤1.1，只有这样才能使设备稳定地工作，残波辐射指标达到要求。
谐波滤波器的维护
谐波滤波器的电容和滤波电感若维护不当，易造成滑动部件接触不良导致打火，严重时烧坏刷片或绝缘支架，甚至烧毁调谐马达和驱动放大板。因此，应按照发射机检修计划定期对谐波滤波器进行维护。维护时应注意以下事项：
一、对可调的滤波盘香电感线圈加凡士林润滑并及时清洁。凡士林一方面能起润滑作用，使短路刷片运行平稳；另一方面又极易使灰尘附着，在高温情况下变成油泥，反而造成短路刷片运行不畅，与线圈接触不良。因此，电感线圈要及时清洁，这对线圈支架和传动瓷杠极为重要，否则会加大短路刷片的运动阻力，增加调谐马达驱动放大板的输出电流，严重时会引起槽路打火甚至烧坏调谐马达和驱动放大板。
二、对滤波电感的上、下限位情况要定期检查，以避免接点出槽，同时也要查看槽路刷片的到位情况。有时传动销钉断裂后，从指示灯观察到位了，实际刷片不在工作位置，这种情况极易引起发射机故障，造成停播。
三、槽路短路刷片长时间工作后，因发热会使压紧弹簧退火，造成刷片与槽路接触不良，最后引起打火，以至烧坏刷片和槽路。每次检修时要查看各刷片是否接触良好，压紧弹簧的弹性是否良好，刷片和弹簧有无因发热引起变色。
四、谐波滤波器电感和电容的联动轴与调谐马达转动轴的固定螺丝要定期检查，避免联动轴和转动轴不同心，使联动轴在调谐时被某个位置卡住，导致调谐不到位，造成线圈打火。另外，谐波滤波器与馈筒出口连接螺丝的松紧度也要定期检查。
谐波滤波器典型故障分析处理
典型故障一：倒频后发现发射机反射功率过大，调整平转，反射功率降不下来，反射功率切断指示灯变红，有时会掉高压。
故障分析：谐波滤波器的两个滤波电感和三个真空电容是同调的，正常情况下输入阻抗为75Ω，若高末输出网络匹配良好，反射功率是较小的。当短路轮脱轨或因机械原因使某一元件不可同调时，其输入输出阻抗就可能偏离75Ω纯阻较远，产生反射功率。当反射功率超过反射功率表的设定值后，将引起反射功率切断，造成发射机过荷掉高压。因此，此故障可以断定为谐波滤波器盘香电感滚轮脱轨。
故障处理：当反射功率与原先的值偏离较大，但又不引起过荷时，可维持播音待停机后再处理。有过荷现象发生时，要断高压进行处理。将脱轨的滚轮拆下后进行打磨清洁，涂上凡士林，参照另一个盘香电感短路轮的位置安装上，检查谐波滤波器调至工作点时电感位置和计数器读数，并检查其运行情况，确保工作正常。
典型故障二：发射机工作在高调幅播音时，连续出现过荷掉高压，谐波滤波器处有放电打火的声音。
故障分析：打开谐波滤波器进行检查，发现馈筒出口与谐波滤波器连接螺丝变色松动，在播音高调幅时，螺丝对芯线打火，相对于高末级输出瞬间对地打火，造成发射功率切断，发射机过荷掉高压。
故障处理：发射机断高压且接地开关接地，更换变色螺丝，并清洁打火痕迹。需要注意的是，技术人员在应急处理时必须夹上短路线，以防高频灼伤。
（作者单位：海峡之声广播电台）
参考文献：①王春生：《广播发送技术（第二册）》，合肥工业大学出版社，2006年。
②李天德：《418E/F型100KW PSM短波广播发射机》，国家广电总局无线电台管理局，2003年。
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