湖南廣播電臺(tái)調(diào)頻發(fā)射臺(tái)天饋系統(tǒng)使用的是六工合成,其方框原理圖附后,已經(jīng)使用兩年有余,故障并不多,但日前出現(xiàn)某臺(tái)發(fā)射機(jī)駐波比突然增大的情況,經(jīng)檢查,天線并沒(méi)有明顯故障,而發(fā)射機(jī)接假負(fù)載工作時(shí),駐波比很好,這說(shuō)明發(fā)射機(jī)也沒(méi)有問(wèn)題,疑問(wèn)便集中在多工器上,經(jīng)檢查,發(fā)現(xiàn)這一組腔體的吸收負(fù)載燒壞了,不僅直流電阻大大偏離了原阻值,其駐波比也已經(jīng)在1.4以上。將這個(gè)假負(fù)載換了以后,故障解除。
雖然故障排除了,但是為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢?其他五個(gè)吸收負(fù)載是否無(wú)恙呢?為了將問(wèn)題追查到底,我們將其他的假負(fù)載全部拆下來(lái)量了一遍,結(jié)果真是大跌眼鏡,所有的假負(fù)載都不同程度的損壞了,有些負(fù)載的直流電阻甚至到了200兆歐以上(這個(gè)型號(hào)的直流電阻應(yīng)該是50歐姆),在調(diào)頻段的駐波比有的大到了60以上。
經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析,我認(rèn)為主要的可能性有以下幾點(diǎn):
1.3DB定向耦合器的指標(biāo)不理想,隔離度、平衡度惡化;
2.帶通濾波器的帶寬太寬,截?cái)嗟闹笜?biāo)不理想;
3.發(fā)射機(jī)的諧波過(guò)于豐富;
4.假負(fù)載使用的功率容量太小,發(fā)射機(jī)的調(diào)制度太大;
5.天線的瞬間短路。
首先來(lái)回顧一下多工器的原理,通過(guò)附圖的原理框圖可以看出,F(xiàn)M六工器有五組橋式雙工器組成,先簡(jiǎn)單介紹一下橋式二工器的原理。
組成:
1.兩個(gè)3DB定向耦合器D1、D2
2.兩個(gè)F2頻率的帶通濾波器B2。
3.一個(gè)吸收負(fù)載R
4.連接的硬饋。
原理:
射頻信號(hào)F2通過(guò)電橋D1的1口在3口和4口形成功率一半輸出,其中3口和1口相位同相,4口相位比1口滯后90度。兩路信號(hào)通過(guò)B2濾波器到達(dá)D2電橋的3口和4口。其中D2耦合器的4口2口的相位相同,3口經(jīng)過(guò)90度延時(shí)后到達(dá)D2的2口。對(duì)于F2信號(hào)在D2的2口正好同相和成。而在D2的1口,已經(jīng)延時(shí)90度的D2的4口信號(hào)經(jīng)過(guò)3DB耦合器后再延時(shí)90度,共延時(shí)180度,于D2的3口過(guò)來(lái)沒(méi)有延時(shí)的F2信號(hào)正好反相抵消,因此F2在D2的1口沒(méi)有功率輸出。
信號(hào)F1通過(guò)D21端輸入,在3和4端口輸出功率一半的F1信號(hào),在帶通濾波器輸入口變?nèi)瓷洌捎谙辔魂P(guān)系在D2的2端口和成,因此在D2的2口有F1+F2輸出。
實(shí)際上,3DB定向耦合器的指標(biāo)不可能是絕對(duì)理想,也就是說(shuō),隔離口不可能一點(diǎn)功率都沒(méi)有,如果說(shuō)指標(biāo)壞到一定的程度以后,將大于假負(fù)載所能夠承受,這就會(huì)導(dǎo)致假負(fù)載的損壞;
同時(shí),帶通濾波器的特性曲線絕對(duì)不是一個(gè)理想的矩形,而是一個(gè)有一定斜度的山峰,這樣帶通濾波器并不能對(duì)F1全反射,會(huì)有一定的信號(hào)泄露到D1的3和4端口,尤其是當(dāng)F1接近于通過(guò)頻率時(shí)泄漏的將更多,它們?cè)?口相加被負(fù)載R吸收。如果此時(shí)帶通濾波器的帶寬寬到一定程度,2口的實(shí)際功率將會(huì)超過(guò)假負(fù)載的承受程度;而且目前的調(diào)頻發(fā)射機(jī)(不管是進(jìn)口的還是國(guó)產(chǎn)的)為了能夠在調(diào)頻87-108M都能工作,在它的輸出只是使用了低通濾波器,而不是帶通濾波器,國(guó)內(nèi)的調(diào)頻廣播為了盲目地追求響度,經(jīng)常把調(diào)制度調(diào)得很大,比如,我們臺(tái),在沒(méi)有使用音頻處理器時(shí),調(diào)制度最大一般都會(huì)大于120%,從調(diào)頻輸出帶寬的公式可知,頻偏越大,輸出帶寬越大,這樣,當(dāng)調(diào)制度增大,調(diào)頻輸出的頻帶就會(huì)大大擴(kuò)展,那么,相應(yīng)的假負(fù)載就會(huì)需要吸收更多的功率;而我們的多工器是國(guó)外進(jìn)口的,有著十年的質(zhì)保,他們對(duì)自己的器件指標(biāo)相當(dāng)自信,在我們六臺(tái)發(fā)射機(jī)共發(fā)射60KW功率的情況下,六個(gè)假負(fù)載都才使用100W的容量。所有這幾種因素集中在一起,會(huì)使得假負(fù)載100W的容量承受不住而損壞。
另外,天線對(duì)多工器的影響也是極大的,因?yàn)槎呤且环N前級(jí)和末級(jí)的關(guān)系,當(dāng)天線受到惡劣天氣的影響,如持續(xù)雨雪冰凍、狂風(fēng)等,發(fā)生短時(shí)間短路、斷路或者駐波比惡化時(shí),會(huì)有大量功率返回到多工器上面來(lái),因而損壞假負(fù)載也就不足為奇了,很多高山臺(tái)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)也證明了這一點(diǎn)。
而且,發(fā)射機(jī)的諧波也不可忽視,F(xiàn)M發(fā)射機(jī)的帶外諧波主要在2次3次諧波,但現(xiàn)在的調(diào)頻發(fā)射機(jī)都使用了低通濾波器,因而這便成了一個(gè)非常次要而可以忽略不計(jì)的因素了。
通過(guò)上面的這些分析,我認(rèn)為,也不一定是某一種因素造成了這些假負(fù)載的大面積損壞,更多的可能性是多種因素集中在一起,才造成了這種局面,正因?yàn)樗衅骷颊r(shí),假負(fù)載上吸收的功率并不多,因而在發(fā)射機(jī)上并沒(méi)有表象出來(lái),只是當(dāng)某種異常情況發(fā)生時(shí),需要假負(fù)載吸收功率時(shí),負(fù)載不能正常工作,這將會(huì)給發(fā)射機(jī)造成極大的損害,而這短時(shí)間的惡劣情況或許并不一定立即讓值班員發(fā)覺(jué),但危害一定是極大的。所以,必須采取相應(yīng)的措施,如:
更換功率容量更大的假負(fù)載;
頻率接近的兩個(gè)頻率要增加帶通濾波器腔體的數(shù)目,使濾波效果更好;
保證硬饋的可靠連接;
及時(shí)維護(hù)鐵塔上的天線,發(fā)現(xiàn)并消除隱患;
定時(shí)檢查3DB耦合器和帶通濾波器的指標(biāo)。
多工器是天饋系統(tǒng)的重要組成部分,而且是公共部分沒(méi)有備份的一段,它的指標(biāo)大大影響著播出質(zhì)量,因此對(duì)它的維護(hù)切不可掉以輕心,必須時(shí)時(shí)關(guān)注,慎重對(duì)待。