PDM1kW中波发射机调制功放工作原理与故障维修

2024年3月16日发(作者：bj40怎么样)

PDM1kW中波发射机调制功放工作原理与故障维修

摘要：PDM中波发射机又称作脉宽调制中波发射机，是目前各中波发射台广泛使用的小

功率发射机，具有安装调试方便、效率高、工作稳定的特点。在多年的维修实践工作中，遇

到较多的故障是调制功放故障，也可以说是小功率PDM中波发射机的通病。本文以哈尔滨正

泰广播器材有限公司生产的ZHT-PDM1kW中波发射机为例，详细介绍了调制功放的工作原理，

并对调制功放故障维修进行论述。旨在为中波发射台技术人员提供工作借鉴。

关键词：PDM1kW中波发射机；调制功放；工作原理；故障维修

0 引言

国内生产PDM中波发射机的厂家比较多，多以1kW、3kW功率等级为主。1kW PDM发射机

功率合成部分由三个相同的调制功放组成，三个调制功放通过功率合成技术，最大可输出

1300W的射频功率。PDM中波发射机的缺点是抗干扰和防雷性能差，带载适应能力也不如全

固态DAM中波发射机。由于防雷能力差，当天线场区遇到雷电侵袭时，首先损坏的就是调制

功放，笔者遇到过一次雷电造成三只功放盒子损坏的严重事故。调制功放的维修工作量占

PDM发射机维修工作量的一半以上，因此，熟悉了解调制功放的工作原理，是维修工作必不

可少的条件，也是技术维护人员必须具备的基本技能。

1 电路组成和工作原理

ZHT-PDM1kW中波发射机调制功放盒的作用是将驱动放大器送来的可变脉冲宽度方波转

变成一个负直流电压，也称作-DC。负直流电压作为高频功率放大器的电源，也就是说，高

频功率放大器的输出与整机输入的音频信号有关，音频信号越大，-DC越大，功率放大器输

出的幅度越高，合成后的包络信号轮廓与整机输入的音频信号轮廓一致，从而完成发射机的

调制和放大。调制功放电路包括电平转换电路、调制驱动电路、低通滤波电路、功率放大电

路、电流不平衡检测电路和功放温度保护电路组成。

图1 调制推动级电路原理图

1.1电平转换电路

电平转换电路的作用是将调制器送来的0V（逻辑0）、-15V（逻辑1）方波脉冲转变为0-60V

的调制驱动信号。电路由2Q3、2Q4和集成放大器2U1组成，2U1把小电流信号转换成大电

流信号，以满足功放级场效应管IRF140饱和导通的要求。2CR3为12V稳压二极管，为2U1

和2Q4提供电源电压。电平转换电路如图1所示。

1.2 调制驱动电路

Q1、Q2、CR1组成调制驱动电路。Q1、Q2并联工作在开关状态，开关速度很高，输出

0V至-72V的方波。当Q1、Q2的栅极为逻辑1电平时，Q1、Q2导通并将-72V电压加到低

通滤波器（LPF）中，当Q1、Q2的栅极为逻辑0电平时，Q1、Q2关断；阻尼二极管CR1的

作用是在Q1、Q2关断时维持滤波器电流。

1.3 低通滤波电路

滤波器的作用是滤除主频率以外的高频成份。由3C2-3C5、3L1-3L3组成。当只有载波时，

滤波器输入为脉冲宽度相同的驱动信号；当有调制信号时，滤波器输入的方波脉冲宽度随音

频变化而变化，脉冲宽度大代表调制信号大，脉冲宽度小代表调制度小。

1.4射频功率放大电路

射频功率放大电路由高频变压器T1、T2、双向稳压二极管CR2-CR9、场效应功率管Q3-Q10

组成。八个场效应管分成两个并联桥式推挽D类放大器。桥式电路工作原理是：在射频电

压正半周Q4、Q8和Q5、Q9导通，Q3、Q7和Q6、Q10截止，电流方向为Q4、Q8→A→B3→B→Q5、

Q9；在射频电压负半周Q3、Q7和Q6、Q10导通，Q4、Q8和Q5、Q9截止，电流方向为

Q6、Q10→B→B3→A→Q3、Q7。放大后的射频信号在输出变压器上迭加，组成完整的射频信

号，以方波形式输出。CR2-CR9是双向保护二极管，加在功率场效应管的源极与栅极之间，

防止输入信号电压过高损坏场效应管。

1.5 电流不平衡检测

电流不平衡检测电路的作用是避免输入的激励信号不平衡。电路T1、CR1、R1、R2和C3

构成。T1的两个初级绕组圈数相等，但输入信号的相位相反。当T1的两个初级绕组上流过

的电流相同时（即输入的信号幅度相同），所有的功率场效应管都工作正常，T1次级绕组上

感应电压相互抵消；当T1的两个初级绕组上流过的电流不相同（即输入的信号不平衡），功

放部分场效应管有损坏或工作不正常，T1次级绕组上产生感应电压，此电压经CR1、 C3后

形成一个正电压，此电压触发可控硅导通，封锁调制信号，避免更多的器件损坏。

图2 功放温度保护电路原理图

1.6 功放温度检测及保护

当发射机功放部分温度过高时，有可能会造成功放部分场效应管损坏，因而设置了功放

温度保护电路。温度检测及保护电路由A2板上的RT1、Q1和Q2及周围电路组成。RT1是

热敏常开开关，当功放盒内温度升到80℃以上时，RT1接点闭合，三极管Q1导通，可控硅

Q10触发导通，调制信号经CR2 、Q10导通到地端，脉宽调制信号被接地封锁。当Q1导通

时，Q2输出约12V电压，可控硅 Q11被触发导通，低通滤波器输出信号被短路到地，功放

部分停止工作，避免温度过高而造成场效应管和相关元件损坏。功率温度保护电路如图2

所示。

2 调制功放故障维修

2.1 调制功放常见故障原因

（1）调制功放PA盒上一个或多个功放单元上全部亮红灯，入射率指示下降，PA盒上电

流减小，以上故障原因是：调幅度过大、IRF140损坏、温度继电器损坏。

（2）调制功放PA盒指示灯DS4-DS6变红,继电器控制板D4变红，以上故障原因是：驻

波过大、天馈线系统故障、功放电压-72过流保护、调幅度过大、槽路及调配网络有故障。

（3）PA盒指示灯DS4-DS6变红，继电器控制板指示正常，以上故障原因是：没有调制

信号、没有驱动信号、功放PA盒负载开路。

（4）调制功放PA盒低功率正常，加大功率就出现降功率或调制封锁的故障原因是：反

射功率保护过于灵敏，测量并调整继电器控制板上W2。使其静态值略有下降。若故障仍无

法排除，应检查天馈线系统。

2.2 调制功放维修注意事项

（1）功率放大器中的高频输入变压器引线不能互换，否则会造成放大管损坏。更换高频

变压器时，每根引线都要做好标记，避免焊错、焊反。

（2）可以用示波器观察功放级的高频激励信号的幅度和相位，判断是否有场效应管损坏

以及其它高频方面的问题。通常功放中损坏的场效应管会使相对的高频激励信号降到非常低

的数值，因而，通过示波器测试功放单元的高频激励信号有助于确定是否有场效应管短路。

如果有较多的场效应管短路，会加重整个激励的负载，此时，中放电流表的指示比正常时可

能会大得多。

（3）为了降低功放损耗，激励电压要适当过激；负载匹配应调到最佳，减小反射；经常

检查过热保护、不平衡保护、反射超限保护电路的灵敏度和可靠性，作适当调整，确保安全。

结束语

在发射机维修实践中，维修资料和发射机图纸是重要的参考依据。作为技术维护人员，

要具备识图的能力，还要具备电路图与实物对照的能力。如果恰好需要对这部分的原理进行

分析，就必须按照通常理论进行分析，也即是说按照实物绘出电原理图以便修理分析原理。

这是维修人员非常难掌握的一种技能，但又是提高维修水平非常重要的一关。能面对发射机

内部实物的布线，头脑清晰地检查分析和处理故障，往往会起到事半功倍的效果。

参考文献

[1] 哈尔滨正泰ZHT-PDM1kW-Ⅲ中波发射机随机说明书.

[2] 张丕灶等编著．全固态PDM中波广播发送系统原理与维护．中国广播电视出社．1999