DX-200中波发射机电源与高频信号相互干扰的改造研究

摘要：我台信息广播所采用的DX-200中波发射机运行中多次出现了变压器保险熔断、硅管击穿和温度过高等故障，经研究为信号干扰所致。经过对发射机进行技术改造后系统运行良好，电源整流输出稳定，较好的解决了电源谐波和高频信号相互干扰问题。

关键词：中波发射;高频信号;干扰

中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）07-0076-02

0 引言

DX-200中波发射机优良的性能，发射效率较高，运行稳定，同时有着较强的自我检查与保护功能，在我国的中波发射台站大量运用。自2016年5月下旬起，信息广播发射机多次出现诸如：10千伏变压器的650伏/1600安保险熔断、中线30安保险熔断、硅管擊穿和温度过高等故障。故障后都是第一时间更换备件，可运行过一段时间后，还会出现此类故障，继续损坏发射机器件，严重影响了我台的安全播出工作。2016年6月10日，104台办公会决定成立技术攻关小组，研究分析故障现象和发生原因，采取有效措施彻底解决发射机存在隐患。研究发现在电源谐波和高频信号相互干扰情况下，发射机205伏电源受到干扰，致使整流输出电压波形不稳，造成发射机多个器件损坏。通过研究和分析，在发射机原有电源传输线路的基础上，采用“屏蔽隔离槽”后，彻底解决发射机此类故障的发生和存在的隐患，确保104台安全播出工作的完成。

1 故障现象

104台两部发射机是并列放置，相比657Khz发射机线路布局，603Khz发射机的10千伏变压器在发射机的最左端，变压器输出205伏交流电源线是从603Khz发射机顶部排线通过，其三相六根电源线分别经过发射机的网络输出柜、功放扩展柜、功放左柜、功放中柜、功放右柜后，连接到电源整流柜内的可控硅组成的“三相全波整流器”上，发射机的机柜上部是发射机的“功率合成器”。那么这种缆线布局会不会产生的相互干扰引起了我们的考虑。

我们在发射机高功率开机、无调制信号工作状态下，我们测得发射机的工作电流为400安左右，用示波器测量整流器三相全波整流器的整流输出的直流电压250伏的波形，发现示波器中显示有300赫兹的市电谐波频率和射频信号的谐波频率，同样我们在发射机的射频输出信号中也发现了有300赫兹的市电谐波频率和射频信号的谐波频率这些相互干扰的信号。

2 故障分析判断

经过比较分析，发射机运行不稳定、故障频发的原因是变压器输出的205伏电源产生的磁场与射频信号产生的高频磁场相互干扰谐波信号干扰可控硅控制信号。

（1）射频功率放大器电源中有300赫兹的多次谐波干扰：谐波干扰主要表现在大电流或高电压的电缆线的周围，是电力电缆向四周的辐射信号。我台603Khz发射机的10千伏高压电源经过变压器变压后，输出的205伏交流电，供电线缆从发射机机箱顶部经过，电源线缆长约4.2米，跨越发射机网络输出柜、功放扩展柜、功放左、中、右柜，到由可控硅组成的三相全波整流器上，经过其整流滤波后，输出四路250伏直流电压、两路125伏直流电压，四路250伏直流电压供发射机的220个大台阶模块工作，一路125伏直流电压用于四个二进制模块工作，另个一125伏用于十四个驱动级模块工作。要想保障发射机安全运行，输出洁净平整的250伏直流电是重中之重[1]。

在调制信号100%的情况下，三相六线电缆每根电缆工作电流为360安左右，线缆正下方是加有屏蔽层的十三个功率合成器铜棒，对于高频信号来说，铜棒和电缆相当于一根很长的天线导体，电流在导体中会产生磁场，这么大的电流产生的磁场会严重影响发射机的射频输出信号;反过来，发射机输出的射频信号形成的磁场也会通过电源线缆进入到发射机的电源中;电源产生的磁场和射频信号产生的高频磁场相互串扰，于是在终端负载上就会产生干扰，干扰信号造成发射机整流柜输出的高压直流电源不稳定，从而使发射机的电源检测逻辑电路误动作[2]。

发射机的220块大台阶模块和四个二进制模块输出的射频信号在十三个射频功率合成器上进行电压合成而后传输到输出网络中，输出网络用于发射机与天线网络系统阻抗匹配、滤波，形成调幅波通过天线辐射出去。射频功率合成器的初级线圈就是各个功放模块的输出线圈，次级就是用一根铜棒穿过各个功率放大器输出线圈的磁芯来耦合的，负载阻抗为8欧姆的一根铜棒。发射机射频功率合成器虽然有屏蔽层，但是发射机的供电线缆直接搭在输出铜棒上，在这样的工作状态下，工作电流和射频功率合成器输出射频信号相互交错，互相干扰，严重影响了射频功率放大器模块的开通与关闭，造成射频功率放大器和电源整流器可控硅的损坏，致使发射机不能正常工作[3]。

（2）50赫兹电源干扰：由于两端接地电位不同及电缆外皮电阻的存在，在两地之间引起50赫兹的地电位差，从而产生干扰信号电压。整流器在工作中，干扰信号主要是内部电源干扰信号和射频系统产生的剧变强电磁场、整流电路的移相控制产生的谐波、断路器分合过程中产生的过电压干扰信号的作用下，会严重影响可控硅的控制栅极正常的工作电压、电流，就会导致可控硅的控制信号发生变化，当干扰信号被叠加在可控硅控制信号上，达到相应的工作状态时，会使正常的逻辑时序受到影响，使可控硅不能时序导通，从而引起电源故障，发射机关机。

3 技术改造方法

技术攻关小组就高频、电源相互干扰的情况进行分析，并一起制定详细的解决方案，认真细致测试数据和尺寸，对制作隔离屏蔽槽的材料进行确认，并对安装方法和施工时间作出统一的规划。根据发射机实际测量，决定把原来搭接在射频功率合成器上的电源线缆改为架空通过，采用加装隔离屏蔽槽。从而把从10千伏变压器输出的三相六线电缆与发射机功率合成器彻底隔离开，通过屏蔽隔离槽通过发射机机顶[4]。

屏蔽隔离槽长4.2米，宽40厘米，高10厘米，材料采用0.7毫米的连续热镀锌薄钢板，为了不影响发射级功放箱体的散热效果，从而更好发挥隔离作用，在屏蔽隔离槽下方间隔装有高度10厘米绝缘木支架，这样不仅能够把电源缆线和功率合成器很好的隔离开来，这样既不遮挡发射机的出风口，造成风量衰减故障，也不影响发射机正常检修维护空间。同时把屏蔽隔离槽的外壳地线与10千伏变压器的外壳地线相连接，以消除了300赫兹的谐波对整流电源的干扰;功率合成器屏蔽层地线与发射机的“地”相连接，以消除了射频信号的谐波对整流电源的干扰;屏蔽隔离槽上方加“盖子”安装，方便日常的维修清洁工作[5]。

中波603KHz发射机电源系统技改项目于2016年6月10日设计立项，7月开始安装屏蔽隔离槽后正式投入使用，经过两年的使用，电源系统运行安全稳定可靠。603KHz中波发射机在这两年内没有再发生诸如：（1）10千伏/205伏变压器的650伏/1600安保险熔断，中线30安保险熔断。（2）整流硅臂击穿、可控硅温度过高故障和380伏交流故障等故障。这个技改项目的完成，提高电台发射技术人员针对发射机实际操作认识和思路。项目投资不多，因此这些项目的实施具有良好的推广和使用价值。

首先，屏蔽隔离槽项目确保我台发射机房的603KHz信息广播的安全播出工作。投入使用后运行稳定;其次该项目大大节省了人力资源和管理成本，而且经济效益明显，该项目上投资9千元，通过104台技术人员的自己设计、制作和安装。启用该项目后避免更多贵重备品备件因故障上机使用，节省备品备件近12万元购置费用，而且从长远来看，综合效益更加明显。

4 技术维护趋势

中波发射机设计有线路复杂、元器件众多、器件安装位置紧凑、控制板卡种类多、数量杂特点，而且前端信号、激励、放大、匹配网络、天线的整个播出链路环节较多，任何环节故障都会影响播出安全，在以往检修中就发现有故障发生时，故障点难以查找，器件更换复杂，对安全播出工作而言是非常不利的，如果检修工作只是墨守成规，依靠传统的技术和检修手段，只能在故障发生时依靠经验进行排查，很难适应新时期的要求。在未来随着计算机通信技术的发展，在机房检修工作中，应针对故障位置的提前发现、提前处理等制定数据库和检修资料库，并建立实时运行监测系统，在发射机性能指标测试、备品备件库存查阅、发射机运行远程监测等方面力争有新的突破。

5 结语

我台的DX-200中波发射机已运行多年，发射机内的电子元件随着使用年限的增加不可避免的出现一定的老化。也间接的导致发射机的故障发生概率提高，同时由于发射机房电磁环境复杂，由于没有做好线路的屏蔽而导致的干扰现象是有发生。为了避免因设备老化和电磁干扰所造成的停播事故发生。对中波全固态发射机除进行常规的预防性维护之外，还要不断的探索新的检测技术和摸索发射机运行中发现的实际型的缺陷。

参考文献

[1] 孙亮.DX-200中波发射机功放电流故障检测原理分析[J].電子技术与软件工程，2017（9）：114.

[2] 曹丰岭.DX-200中波发射机电源放电电路原理及故障分析[J].广播电视信息，2016（S1）：62-63+67.

[3] 余芳.DX200中波发射机射频系统直接驱动电路[J].西部广播电视，2015（24）：248-249.

[4] 申庆钊.DX-200中波发射机模块/电缆连锁保护电路的原理分析和故障处理[J].广播电视信息，2018（09）：81-85.

[5] 张雯.DX-200中波发射机调制编码板电源故障浅析及应急处理[J].通讯世界，2015（8）：58-59.

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