PDM中波发射机调制/功率放大器的原理及检修技巧
摘 要 PDM中波发射机在各中波台（站）已经广泛使用，该发射机高频末级用16路调制/功率放大器，采用大功率场效应管作为放大器件。由于调制/功率放大器工作于高电压大电流的状态，加之雷雨天气的影响，在实际工作中有一定的损坏率。文章对其原理及检修进行总结，以供参考。
关键词 PDM中波发射机；调制/功率放大器；原理；检修技巧
中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）02-0095-02
随着调幅发射机技术的发展，近些年我台陆续引进了几台PDM中波广播发射机。该发射机采用脉冲宽度调制，高频末级用16路调制/功率放大器（MO/PA，以下简称功放器），经功率合成后输出。当一路或几路功放器发生故障时，其它功放器仍然能够工作，不会造成停播事故。功放器采用大功率场效应管作为放大器件，舍弃了电子管，整机效率比电子管发射机提高50%，而且机器频响﹑谐波失真及信号噪声比等电声指标都有提高。
由于功放器工作于高电压﹑大电流的状态，又极易受到雷雨等天气的影响，在实际工作中功放器有一定的损坏率。因此，中波台（站）工作的技术人员必须掌握功放器的工作原理，并且能够对损坏的功放器进行熟练地维修。本文对功放器的原理及实际检修进行总结，相信会对技术人员有所启发。
1 功放器的原理分析
1.1 功放器基本原理
图1 功放器原理方块图
如图1所示，功放器实质上是将调制器和高频功率放大器在结构上实现了一体化。调制器输入的是由调制推动器输出的脉宽信号，调制管工作于开关状态，输出为叠加直流的矩形波，频率为72 kHz，经低通滤波器（LPF）输出叠加音频的直流电压（-DC），供给高频功率放大器；高频功率放大器输入为来自调谐回路、频率为发射机载波频率的正弦电压，工作于丁类放大状态，输出方波。
1.2 高频功率放大器
高频功率放大器采用桥式丁类放大电路，场效应管工作于开关状态。图2是它的等效电路。S1-S4四只开关受高频推动电压控制，当高频电压在正半周期间，S1和S3闭合，S2和S4开路，在负半周期间S1和S3开路，S2和S4闭合。输出矩形波经低通滤波器滤波，由于C，L串联谐振于工作频率，从而在RL上获得正弦波电压。实际电路中，桥式各臂均采用2只大功率场效应管IRF250并联，每路功放器共用8只场效应管。
图2 高频功率放大器原理
1.3 调制器
调制器分三级，输入信号来自调制推动器的宽度调制脉冲。三极管V4为第一级；第二级V5、V6是单端推挽射极跟随器，电压取自-140 V经电阻R31限压、稳压管VD11稳压后的-13 V电压；第三级V7为场效应管IRF250，工作于开关状态，输出为频率72 kHz的叠加直流的矩形波。
1.4 保护电路
三线圈变压器T1初级两个绕向相反的线圈用于检测前级8只场效应管电流。当高频功率放大器的8只场效应管正常工作时，由于初级绕向相反且流过电流相同，次级不会产生感应电压。当高频功率放大器的8只场效应管有损坏时，三线圈变压器两个初级电流不平衡，次级产生感应电压，触发可控硅V3导通，切断调制器输入信号，从而使调制器停止工作，保护元器件不受更多损坏。
1.5 低通滤波器（LPF）
低通滤波器由电感和电容组成，滤除72 kHz高频脉冲，输出叠加音频的直流电压。
2 功放器的检修
2.1 功放器的故障特征
功放器发生故障时，一般为场效应管击穿损坏。此时，功放器前面的主电源指示二极管和调制输出指示二极管熄灭（正常时发绿色光）。发射机后面对应的-140 V电源保险丝熔断。同时，通过观察发射机的入射功率表，可以发现入射功率降低。
需要注意的是，由于功放器输出阻抗很低，在发射机工作时，即使功放器发生故障，也绝对不能拔出损坏的功放器。一旦拔出任何一路功放器，连锁电路将使主电源立即关断，造成停播事故。所以，值班人员应该等到停机后再做处理。
2.2 高频功率放大器上大功率场效应管损坏的迅速判别
图3 场效应管接线图
高频功率放大器上有8只大功率场效应管，如何迅速判别是哪一只或几只场效应管损坏呢？每只场效应管的栅极串接2只4.7欧姆并联的电阻，经高频输入变压器次级线圈接源极（如图3）。正常时用数字万用表测量2只4.7欧姆电阻并联的等效电阻，由于G、S输入电阻很大，测量的电阻值应为2.6欧姆左右（即为2只4.7欧姆电阻并联的等效电阻阻值加上接触电阻）；当场效应管击穿损坏后，各级间电阻为0，2只4.7欧姆电阻被次级线圈和击穿的GS极短接，此时用数字万用表测量2只4.7欧姆电阻并联的等效电阻值应为零或者远小于2.6欧姆。检修时先观察2只4.7欧姆电阻，若表面烧黑变色，则所连接场效应管可能损坏；再分别测量8只管子的栅极串接2只并联的4.7欧姆电阻，即可迅速判别是哪一只或几只场效应管损坏。
2.3 功放器的维修
2.3.1 用数字万用表检测场效应管IRF250的方法
1）管脚判别：面对场效应管IRF250有字面，管脚朝下，3个管脚从左到右依次为栅极G、漏极D、源极S。
2）数字万用表选择欧姆档，红表笔接G，黑笔接S，GS间电阻应很大。此时，GS间的输入电容被正向充电。
3）红笔接D，黑笔接S，测得电阻阻值应很小，证明DS导通（数字万用表内置电池通常为9 V，GS间正向充电时达到了GS的开启电压，DS导通）。
4）黑笔接G，红笔接S，GS间电阻应很大。此时GS间的输入电容被反向充电。此时DS被“夹断”而截止。
5）红笔接D，黑笔接S，DS间电阻应很大，证明DS被“夹断”而截止。
6）由于DS间寄生有二极管，用二极管档测试时，红笔接S，黑笔接D，二极管导通，显示数值为二极管的正向导通电压值。
2.3.2 场效应管IRF250的拆除、安装与焊接
由于场效应管的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，易受外界静电而损坏，使用时应先将人体放电。焊接时最好先焊接S极，再焊接G极。
取下损坏的场效应管：①用吸锡器配合电烙铁去除焊锡。由于电路板覆铜很细，故电烙铁最好不超过30瓦，焊接时间不宜过长；②取下散热片及场效应管连接固定的螺丝，由于场效应管粘在绝缘片上，可小心将场效应管从绝缘片上撬下，不要损坏绝缘片；③取下场效应管。
更换场效应管：①进一步确认从散热片上取下的场效应管是否损坏；②装上绝缘片，插入一只好的场效应管（注意管脚安装绝缘塑管），用螺丝紧固；③焊管脚，注意所用电烙铁应可靠接地（若不能接地，应切断电源，用余热焊接）。最后剪去过长管脚。
2.3.3 其他注意事项
1）对于8只大功率场效应管的高频输入变压器T2和T3，每只变压器的4个次级去推动4个场效应管，T2和T3所有初级和次级的接线绝不可以接反。由于初级和次级的接线很细，维修中若不小心碰断，一定要仔细核查（2个接线的其中1个出厂时已经做好标记）。否则，如果两端互换，将造成推动电压相位反接，所连接的场效应管在开机工作后将立即损坏。
2）当查出高频功率放大器上的8只场效应管有损坏情况时，还应该检查检查调制器上的场效应管V7；若V7损坏，还须仔细检查V4、V5、V6及稳压管VD11，实际工作中有V5、V6损坏和稳压管VD11击穿的情况发生。
3）如果需要带电检修，可将功放器两面的屏蔽插板抽出，并将此功放器调换到左上角的位置。拆除发射机左侧板，就可以方便的带电测量了。
参考文献
[1]方德葵，刘洪才，史存国.广播发射实用技术[M].中国广播电视出版社.
[2]TC-10型PDM中波发射机[M].上海明珠广播电视科技有限公司.