DAM 中波发射机A/D 转换板故障分析和处理

黄官正

（济宁市广播电视传输保障中心，山东 济宁 272000）

0 引言

数字幅度调制（Digital Amplitude Modulation，DAM）中波发射机因其稳定、可靠、高效的特点，已经取代传统板调机，成为目前中波广播电台使用最多的发射机。模数（Analog to Digital，A/D）转换板是DAM 全固态中波发射机的核心部件之一，作用是将模拟信号转换为数字信号，为后续的处理和调制奠定基础。若其发生故障，会导致整个发射机无法正常工作。因此，当A/D 转换板发生故障，必须对故障进行专业的分析，快速、有效地处理故障，使发射机恢复正常，对于发射台的安全播出具有重要意义。

1 A/D 转换的基本原理

把在时间上和数值上连续的模拟信号转换成在时间上和数值上离散的数字信号的过程称为A/D转换。A/D 转换的整个过程包括采样、保持、量化和编码。一般情况下，采样和保持使用同一个电路完成，量化和编码也是同时在转换过程中实现的[1]。当采样脉冲到来，对模拟信号进行采样，形成一串在幅度上连续的、在时间上离散的脉冲信号。该脉冲信号要还原成原模拟信号必须满足采样信号的频率不小于原模拟信号最大频率的2 倍。由于每次把采样得来的电压值转换成相应的数字量都需要一定的时间，必须把该采样电压值保持一段时间，并在采样脉冲间隔期把该采样电压值保持下来。数字信号在数值上的变化并是不连续的，因此任何一个数字量的大小都必须转化成某个最小数量单位的整数倍来表示，这个过程就叫量化，这个最小数量单位就是量化单位。把所得到的数字量用二进制代码表示出来就叫作编码[2]。

2 A/D 转换板的主要组成部分及其作用

全固态中波发射机A/D 转换板将来自模拟输入板的模拟音频信号转换为12 bits的数字音频信号。该数字音频信号被锁存在锁存器内，通过缓冲器送到调制编码板[3]。A/D 转换的速率由发射机的载波频率决定，范围为1.2 ～2.5 μs。为了保护功放模块免受损坏并减少电源损耗、提高工作效率，整个A/D 转换过程与射频信号同步，在射频信号的正弦交流电正负交替过零时，由转换出的数字音频信号经过调制编码去开启或关闭各个功放模块。A/D 转换板主要由以下几个电路组成。

2.1 采样脉冲产生电路

采样脉冲产生电路由射频信号合成电路、相位调制电路、电平转换电路、分频电路和波形变换电路5 部分构成[4]，作用是把来自射频分配板和功率合成器的激励信号进行一系列合成变换，最后产生一个采样脉冲信号和一个用于监测的时钟信号。

2.2 A/D 转换电路

A/D 转换电路主要由模拟输入电路、A/D 转换器、数据锁存器3 部分组成，作用是把模拟信号转换成用二进制代码表示的数字信号。该数字信号将通过缓冲器被送到调制编码板，作为功放模块的开关控制信号。

2.3 A/D 转换故障检测电路

A/D 转换故障检测电路主要由3 个单稳态电路及相应的门电路组成[5]，作用是检测A/D 转换过程是否正常。若有故障被检测出，则清除锁存器中的数据，并给出故障指示。

2.4 电源检测电路

电源检测电路是由运算放大器组成的电压比较器。A/D 转换板的供电电压有直流+5 V、-5V、+15 V、-15 V 共4 种，分别由直流+8 V、-8V、+22 V、-22 V 通过三端稳压器稳压后获得。电源检测电路的作用就是把这4 种供电电压与参考电压相比较，检测出故障时，关闭发射机，同时给出故障显示。

3 A/D 转换板常见故障分析和处理

A/D 转换板的常见故障主要包括转换错误故障和电源故障。转换错误故障属于五类故障。该故障发生时，所有功放模块关闭，发射机没有输出功率，原因可能是转换电路出现错误或者A/D 转换器发生故障。转换电路出现错误的原因主要是A/D 转换板上的采样脉冲信号出错或是A/D 转换启动信号和转换结束信号之间出错。电源故障是四类故障。该故障发生时，发射机将关机。

3.1 采样脉冲电路故障案例

采样脉冲电路含有电容、三极管、变压器等易损元件，是A/D 转换板最常见的故障点。采样脉冲电路故障会直接导致转换错误。处理方法为找到故障根源，更换元件。采样脉冲电路如图1 所示。

图1 采样脉冲电路

3.1.1 故障现象

发射机工作时，转换错误故障灯亮，自动关机，不能开机。冷却一段时间之后可以开机，但持续一段时间后，故障又出现。

3.1.2 故障分析和处理

根据故障现象判断可能是某元器件使用时间过长，老化后特性产生变化、工作不稳定造成本次故障。检查A/D 转换板中的采样脉冲电路，如图1所示。用示波器查看TP3 处的波形，正常时此处应为一个脉冲宽度在20 ～50 ns 的采样脉冲信号，但实测此处波形不正常。查看TP6 处的波形，正常时此处应为一个占空比为0.5 的方波信号，实测此处波形正常。由此判断故障出在TP3 和TP6 之间。由电阻R78、R79 和电容器C106 构成的微分电路把输入的方波信号变换为正负窄脉冲信号，三极管V9 和反相器N17 把该正负窄脉冲信号变换成脉冲宽度在20 ～50 ns 的采样脉冲信号。测量V9 的基极，正负窄脉冲信号正常，由此判断三极管V9 或反相器N17 出现故障。替换N17，故障依旧，判断V9出现故障。替换V9，故障消失，发射机工作正常。

3.2 A/D 转换器故障案例

A/D 转换器是A/D 转换板的核心部件之一。如果A/D 转换器出现故障，会导致整个发射机无法正常工作。常见的A/D 转换器故障有死锁、超时等。处理方法包括更换A/D 转换器、检查连接线路等。A/D 转换电路如图2 所示。

图2 A/D 转换电路

A/D 转换器某次故障现象为转换错误故障灯亮，发射机无法开机。

用示波器分别查看图1 中的TP6、TP3 和图2中的TP8 和TP5，实测TP6、TP3、TP8 处的波形都为正常波形，而TP5 处正常情况下的波形应为一个脉冲宽度为150 ～300 ns 的负脉冲信号，但实测此处波形不正常。由此判断故障出现在TP3 和TP5之间。其间的元器件主要包括A/D 转换器N1 和线性延时器K1。N1 的16 脚是一个数据音频视频（Data Audio Video，DAV）负脉冲信号。该信号被送到线性延时器K1，延迟150 ns 后送到转换监测电路。查看N1 的16 脚，发现DAV 信号异常，由此判断N1 出现故障。更换N1 后，发射机恢复正常。

3.3 电源故障案例

电源故障是A/D 转换板的常见故障。如果电源故障导致A/D 转换板无法正常工作，则需要检查连接线路或更换电路中损坏的元件等。-15 V 电源电路如图3 所示。

图3 -15 V 电路

某次电源故障现象为转换板上-15 V故障灯亮。图3 中，来自X1-4 的-22 V 直流经过N18 三端稳压后变为-15 V 直流，测量点为TP12。实测此处电压正常。N20 的14 脚输出高电平使V2 饱和导通，V2 的集电极电压由+5 V 直流和-22 V 直流经R48、R11分压提供，测量点为TP14，正常时应为-7 V直流，但实测此处电压为-9 V 直流，电压偏低。将图3 中的R11 串联了一个1.5 kΩ 的电阻，使TP14 处的电压变为-7 V，故障消失，发射机恢复正常。

3.4 其他故障

除以上几种故障外，还有其他一些可能导致A/D转换板无法正常工作的故障，如接地不良、电路板损坏等，需要根据具体情况进行分析和处理。故障难以排除时，需更换备用板。更换备用板时，应确认拨码开关的位置和跳线的位置与原板一致。调节图1 中的可变电阻器R78，调整脉冲宽度，使A/D转换器上的转换错误灯VD22 为绿色。

4 结语

DAM 中波发射机的A/D 转换板是发射机的重要组成部分，其稳定性和可靠性对于保证节目正常播出至关重要。应加强对A/D 转换板的监测和检测，及时更换老化的元器件，提高发射机的整体性能，减少故障率，避免因故障而导致播出事故。针对A/D转换板可能出现的各种故障，技术人员需要对其进行及时的分析和处理，找到故障根源加以解决。