R&S甚高頻通信系統(tǒng)故障維修案例分類(lèi)分析
從收集的R&S甚高頻通信系統(tǒng)故障信息來(lái)看,故障大致可以分為電源類(lèi)故障、控制信號(hào)類(lèi)故障、電壓駐波比類(lèi)故障和音頻信號(hào)類(lèi)故障,每一類(lèi)故障都有其共性,下面通過(guò)幾個(gè)典型的故障維修案例來(lái)對(duì)每一類(lèi)故障從不同的角度進(jìn)行闡述。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201602/287407.htm一. 電源類(lèi)故障
R&S 甚高頻設(shè)備的調(diào)制模塊對(duì)所有工作電壓進(jìn)行監(jiān)視,然后輸出VOP-OK總監(jiān)視信號(hào),一旦某個(gè)工作電壓不正常,VOP-OK以總監(jiān)視信號(hào)的形式體現(xiàn)出來(lái),具體是哪個(gè)電壓異常,還需要進(jìn)行測(cè)量。以發(fā)射機(jī)為例,比較器N36一端接參考電壓REF1,另一端分別接+18VDC、+10VDC、+5VDC、-10VDC等直流電壓,當(dāng)所有工作電壓高于參考電壓REF1,輸出信號(hào)都為高電平,VOP-OK為高電平,表示工作電壓正常;當(dāng)某個(gè)工作電壓低于參考電壓REF1,該比較器輸出為低電平,總輸出信號(hào)VOP-OK為低電平,表示工作電壓異常。
還需要指出的是,+8VDC經(jīng)過(guò)集成電壓控制器產(chǎn)生+5.2VDC,然后送到復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生器D11,一旦電壓低于4.5VDC,D11就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)RST送到微處理器D10,對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作。
整流模塊的工作還受到溫敏器件的控制,當(dāng)溫敏器件S1感應(yīng)溫度超過(guò)80攝氏度,S1導(dǎo)通,導(dǎo)致三極管V4基極接地,切斷了所有集成電壓控制器的+24VDC輸入電壓,整流模塊無(wú)輸出。
在檢修電源類(lèi)設(shè)備故障時(shí),需要特別注意的是,區(qū)分電壓異常情況是由于AC/DC電源和整流模塊自身故障引起的,還是由電源負(fù)載引起的,如果這個(gè)問(wèn)題不分清,檢修電源時(shí)會(huì)很盲目,而且走很多彎路。
設(shè)備故障維修案例一
故障現(xiàn)象:R&S VHF發(fā)射機(jī),一周內(nèi)出現(xiàn)三次低電壓告警,復(fù)位后均能恢復(fù)正常工作。
維修方法:由于故障現(xiàn)象是低電壓告警,此告警信息按照技術(shù)手冊(cè)推斷是電源部分故障。于是首先對(duì)AC/DC電源模塊進(jìn)行了檢查,未發(fā)現(xiàn)異常,然后對(duì)整流模塊進(jìn)行檢查,未發(fā)現(xiàn)器件異常。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn),在發(fā)射機(jī)處于待機(jī)不發(fā)射狀態(tài)時(shí),直流電壓輸出值均正常,但當(dāng)處于發(fā)射狀態(tài)時(shí),+24VDC電壓(標(biāo)稱(chēng)值+23VDC到+26VDC)輸出值跳變?yōu)?21VDC左右,其它直流電壓值正常。于是對(duì)+24VDC電源部分進(jìn)行外觀檢查,未發(fā)現(xiàn)元器件損壞。
為進(jìn)一步確認(rèn)故障,分別更換了AC/DC電源和電源整流模塊,發(fā)射機(jī)故障依舊。這時(shí)候才想起來(lái)對(duì)+24VDC輸出級(jí)負(fù)載進(jìn)行檢測(cè)。+24VDC有三路輸出,第一路未穩(wěn)壓+24VDC直接給功放供電;第二路未穩(wěn)壓+24VDC經(jīng)保險(xiǎn)管F1給調(diào)制模塊供電;第三路未穩(wěn)壓+24VDC經(jīng)保險(xiǎn)管F2送到整流模塊,通過(guò)集成電壓控制器產(chǎn)生所需要的工作電壓。拔下+24VDC電源接頭,對(duì)三路負(fù)載分別進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)到功放一路的負(fù)載輸入阻抗僅有400-500歐,正常時(shí)應(yīng)該是兆歐級(jí)的高阻抗,可以判定是功放部分的故障引起的電源電壓異常,于是更換了一塊正常的功放,發(fā)射機(jī)工作恢復(fù)正常。
總結(jié):從以上的故障維修案例我們可以看出,由于事先沒(méi)有對(duì)電源故障進(jìn)行區(qū)分,到底是由電源本身故障引起還是電源的負(fù)載引起,僅從表面現(xiàn)象上去判斷故障點(diǎn),所以走了彎路,最后查明根本就不是電源的問(wèn)題。
設(shè)備故障維修案例二
故障現(xiàn)象:發(fā)射機(jī)控制面板顯示工作電壓不正常,設(shè)備不能正常工作。
維修方法:從前面的闡述,我們已經(jīng)知道,工作電壓是一個(gè)直流電源電壓總監(jiān)視信號(hào)。因此,直接更換了電源整流模塊,設(shè)備恢復(fù)正常工作。進(jìn)一步檢查整流模塊,發(fā)現(xiàn)+10VDC異常。+10VDC是+24VDC經(jīng)集成電壓控制器N3以及外圍電阻、電容等器件產(chǎn)生,檢測(cè)電阻、電容未發(fā)現(xiàn)異常,更換集成電壓控制器N3(型號(hào)為L(zhǎng)200)后,+10VDC電壓恢復(fù)正常,發(fā)射機(jī)工作電壓正常。
二.控制信號(hào)類(lèi)故障
R&S甚高頻通信系統(tǒng)控制信號(hào)類(lèi)的故障較為復(fù)雜,包括遙控、監(jiān)控和自動(dòng)控制等諸多控制信號(hào),需要對(duì)控制信號(hào)工作原理和流程有較深認(rèn)識(shí),在遇到問(wèn)題時(shí)才會(huì)迎刃而解。
設(shè)備故障維修案例三
故障現(xiàn)象:發(fā)射基站遭受雷擊,所有發(fā)射機(jī)處于常發(fā)狀態(tài)。
解決方法:發(fā)射機(jī)常發(fā),可以判斷是發(fā)射機(jī)PTT信號(hào)工作不正常。從防雷的常識(shí)可以判斷,容易遭雷擊損壞的應(yīng)該是接口模塊。因?yàn)槭荘TT信號(hào)異常,所以更換所有發(fā)射機(jī)的遙控接口模塊后,發(fā)射機(jī)工作正常。繼續(xù)對(duì)接口模塊進(jìn)行檢查,從接口模塊電路圖可以分析知道,PTT低電平有效,穩(wěn)壓管V123、三極管U120和電容C123擊穿,都會(huì)導(dǎo)致PTT為低電平有效狀態(tài),發(fā)射機(jī)常發(fā);而PTT輸入濾波電路R128/C128、R129/C129擊穿,只會(huì)導(dǎo)致PTT失效,發(fā)射機(jī)無(wú)法發(fā)射。根據(jù)分析,檢查接口模塊電路板,發(fā)現(xiàn)是光耦器件U120被擊穿,更換后,設(shè)備恢復(fù)正常工作。
設(shè)備故障維修案例四
故障現(xiàn)象:某臺(tái)發(fā)射機(jī)在內(nèi)話(huà)席位無(wú)法控制其發(fā)射。
解決方法:在基站本地試機(jī)發(fā)射機(jī)工作正常,在遙控接口X9模擬PTT信號(hào),發(fā)射也正常。說(shuō)明發(fā)射機(jī)本身是工作正常的。于是懷疑內(nèi)話(huà)到發(fā)射機(jī)的傳輸線(xiàn)路或遙控線(xiàn)路有問(wèn)題,于是更換了一臺(tái)發(fā)射機(jī)做測(cè)試,發(fā)射機(jī)工作正常。在這種情況下,到底是發(fā)射機(jī)問(wèn)題還是線(xiàn)路問(wèn)題,看來(lái)還不好下結(jié)論了。分析電路可以知道,PTT信號(hào)輸入到發(fā)射機(jī),首先要通過(guò)一個(gè)光電二極管和感光三極管的轉(zhuǎn)換,光電二極管首先將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),然后由感光三極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),這樣做主要是為了抗干擾,防止發(fā)射機(jī)把干擾信號(hào)當(dāng)作是PTT信號(hào),而使發(fā)射機(jī)處于發(fā)射狀態(tài)。通過(guò)以上的測(cè)試,發(fā)射機(jī)和遙控線(xiàn)路似乎都很正常。會(huì)不會(huì)是發(fā)射機(jī)某些器件性能不良呢?為了證實(shí)判斷,首先對(duì)與接口X9相連的接口模塊進(jìn)行了更換,這時(shí),在席位就可以遙控發(fā)射機(jī)發(fā)射了,說(shuō)明,判斷是正確的。器件性能不良,最容易導(dǎo)致遙控失控的應(yīng)該就是U120光電轉(zhuǎn)換器了,于是更換了U120,型號(hào)是H11A550,在內(nèi)話(huà)席位再進(jìn)行測(cè)試,遙控恢復(fù)正常,故障排除。
維修案例五
故障現(xiàn)象:主/備發(fā)射機(jī)單獨(dú)工作都正常,但在本地操作時(shí),人工切換不正常。
解決方法:主用發(fā)射機(jī)MOD調(diào)制模塊產(chǎn)生CBIT-TX-1信號(hào)(主備機(jī)切換控制信號(hào))通過(guò)接口模塊X9以TEST-OC信號(hào)送到備用發(fā)射機(jī)接口模塊X9的*OFF,同時(shí)主用發(fā)射機(jī)還接收備用發(fā)射機(jī)接口送來(lái)的TEST-OC信號(hào)以*OFF信號(hào)輸入。所以任何一臺(tái)發(fā)射機(jī)TEST-OC信號(hào)輸出電路和*OFF信號(hào)輸入電路出現(xiàn)問(wèn)題,都會(huì)導(dǎo)致主/備發(fā)射機(jī)不能切換。為了確定故障點(diǎn),將備用發(fā)射機(jī)更換了一臺(tái)正常的發(fā)射機(jī),并進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)置,這時(shí)主/備發(fā)射機(jī)切換正常。于是對(duì)備用發(fā)射機(jī)繼續(xù)進(jìn)行檢修。與切換功能相關(guān)的電路有接口模塊和調(diào)制模塊,可以通過(guò)替換法來(lái)確定故障的模塊。這里采用直接檢測(cè)法,先對(duì)調(diào)制模塊進(jìn)行檢測(cè)。按照電路圖,檢測(cè)輸入的*OFF切換控制信號(hào)電路,檢測(cè)二極管V160和電阻R160/R161,未發(fā)現(xiàn)異常;檢測(cè)輸出的TEST-OC切換控制信號(hào)電路,發(fā)現(xiàn)三極管V331損壞,其它器件正常。更換V331,主/備發(fā)射機(jī)切換正常。
控制信號(hào)類(lèi)維修案例總結(jié):控制信號(hào)類(lèi)故障較為復(fù)雜,首先要對(duì)控制信號(hào)有一個(gè)基本的了解,出現(xiàn)某種故障時(shí),會(huì)很自然的聯(lián)系到相關(guān)的控制信號(hào)上去,通過(guò)電路圖,查找相關(guān)的控制信號(hào)電路,就能排除故障。如果遇到不了解的控制信號(hào),就只能從電路圖中的控制信號(hào)的英文縮寫(xiě)去猜測(cè)信號(hào)的含義,逐個(gè)排查認(rèn)為相關(guān)的控制信號(hào),排除故障后,相信會(huì)對(duì)這個(gè)控制信號(hào)有較深認(rèn)識(shí)了。
三. 電壓駐波比類(lèi)
首先,對(duì)電壓駐波比的概念進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述,電壓駐波比VSWR的計(jì)算公式如下:
其中:
VSWR=電壓駐波比
電壓駐波比VSWR是表征射頻功放單元和天線(xiàn)等匹配的技術(shù)指標(biāo),當(dāng)反向功率為0時(shí)(理想狀態(tài)),駐波比為1,當(dāng)反向功率增大時(shí),駐波比也增大,因此,R&S甚高頻發(fā)射機(jī)駐波比主要與反射功率有關(guān)。在發(fā)射機(jī)駐波比較大時(shí),極易造成功放的損壞。為了避免功放的損壞,就有必要對(duì)駐波比有足夠的重視,盡一切可能將駐波比降低到最小。
對(duì)于R&S甚高頻發(fā)射機(jī)來(lái)說(shuō),影響駐波比的主要因素是濾波器、天線(xiàn)和天線(xiàn)電纜。濾波器的諧振頻率與發(fā)射機(jī)射頻不一致時(shí),會(huì)出現(xiàn)失諧,反射功率會(huì)增大,駐波比增大;天線(xiàn)接頭松動(dòng),受潮,結(jié)冰、結(jié)霜等都會(huì)影響駐波比;天線(xiàn)電纜受潮、破損等也會(huì)使駐波比增大。因此,在日常維護(hù)工作中發(fā)射機(jī)駐波比是一項(xiàng)非常重要的檢查項(xiàng)目,一旦發(fā)現(xiàn)異常就可以從以上談到的方向上來(lái)排查。
維修案例六
故障現(xiàn)象:發(fā)射機(jī)在工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)駐波比告警,甚至發(fā)射機(jī)工作失效。
解決方法:通常情況下,對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行復(fù)位,設(shè)備可以恢復(fù)正常工作。通過(guò)濾波器前面板旋鈕,對(duì)濾波器進(jìn)行調(diào)試,發(fā)射機(jī)駐波比仍然無(wú)法達(dá)到最佳狀態(tài)。由于濾波器沒(méi)有技術(shù)手冊(cè),而且設(shè)備安裝人員所采用的也是調(diào)節(jié)前面板的旋鈕。在常規(guī)方法調(diào)節(jié)無(wú)法將駐波比降低到最低的情況下,只能?chē)L試通過(guò)其它方法來(lái)降低駐波比。通過(guò)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)射頻電纜接口有一個(gè)刻度盤(pán),嘗試改變射頻電纜接口刻度盤(pán)的位置,發(fā)現(xiàn)駐波比有所變化,通過(guò)反復(fù)調(diào)節(jié),直到駐波比較小,并配合前面板旋鈕,可以將駐波比調(diào)整到最佳狀態(tài)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間工作觀察,發(fā)射機(jī)極少再出現(xiàn)駐波比告警。經(jīng)過(guò)分析,射頻電纜接口刻度盤(pán)的位置與濾波器的電容有關(guān)。
總結(jié):通常,模擬濾波器大致有這么幾種:應(yīng)用最多的當(dāng)數(shù)LC濾波器,其次是陶瓷濾波器,再次是聲表面波濾波器,還有晶體濾波器、腔體濾波器、螺旋濾波器等等。
LC濾波器通常的應(yīng)用范圍可以是小于1G,做的出色的可以做到3G, 那需要特殊的材料和工藝以及經(jīng)驗(yàn),實(shí)際上我們自己在通常情況下,能夠做到100M就不錯(cuò)了。而帶寬通常在5~30%,做得好的可以做到1~60%.。插損一般為2~12dB。阻帶抑制一般可以做到4~50dB,好的為7~80dB。
陶瓷濾波器,通常只能做到30M以下。一般來(lái)講,6M以上都要用諧波來(lái)做。 帶寬可以做到千分之幾到百分之幾。插損通常在2~10個(gè)dB, 阻帶抑制一般為40~70dB.其主要問(wèn)題是不好匹配。因其輸入輸出阻抗多為幾百歐姆,難以做到五十歐姆。
聲表面波濾波器,通常為幾M到兩百M(fèi),帶寬為千分之幾到百分之二十,插損通常為20dB左右,現(xiàn)在寬帶的做得好也有幾個(gè)dB的。阻帶抑制一般為40~55dB,匹配也是問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)是矩形系數(shù)小和體積小。
晶體濾波器,通常因其帶寬窄和抑制高而得到應(yīng)用。帶寬一般在千分之一到千分之幾。應(yīng)用范圍通常在幾百K到300M。插損通常為2~8dB,一直可以做到7~80dB,矩形系數(shù)也較好。
螺旋濾波器通常用在一百多M,因其體積龐大,所以現(xiàn)在應(yīng)用較少。
腔體濾波器是介質(zhì)濾波器的一種,通常用于100~3000M, 帶寬通常為百分之幾,插損為2~6dB。阻帶抑制通常為4~50dB。腔體濾波器由諧振腔、調(diào)諧螺釘?shù)冉M成。腔體的體積大,帶來(lái)就是Q值高,腔體濾波器一般能承受更大的功率,腔體的Q值高,而且散熱性好,可以應(yīng)用于更大的功率和頻率,但相對(duì)成本要高(包括材料和工藝)。我們這里使用的就是腔體濾波器。
維修案例七
故障現(xiàn)象:兩個(gè)信道的主用發(fā)射機(jī)駐波比告警,達(dá)到2.0。
解決方法:切換到備機(jī),駐波比也告警,同樣為2.0,由于是共用天線(xiàn)系統(tǒng),問(wèn)題應(yīng)主要出在天線(xiàn)部分。先對(duì)濾波器進(jìn)行了調(diào)節(jié),駐波比降到1.5,然后檢查天線(xiàn),發(fā)現(xiàn)天線(xiàn)接口處已經(jīng)結(jié)冰,取下電纜,發(fā)現(xiàn)電纜已經(jīng)進(jìn)水,處理電纜,并更換天線(xiàn),重新恢復(fù)設(shè)備工作后,檢查發(fā)射機(jī)駐波比已經(jīng)在正常值范圍內(nèi)。
電壓駐波比類(lèi)維修案例總結(jié):從以上兩個(gè)維修案例我們可以看出,熟練掌握濾波器的調(diào)試方法,是降低發(fā)射機(jī)駐波比的首要條件。同時(shí)還需要經(jīng)常性的對(duì)發(fā)射機(jī)駐波比進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)駐波比不正常的發(fā)射機(jī),并及時(shí)采取措施;定期對(duì)天線(xiàn)及接口進(jìn)行檢查,最好是在天線(xiàn)接口外層再包上一層防水膠帶。
四.音頻信號(hào)類(lèi)
維修案例八
故障現(xiàn)象:接收機(jī)接收信號(hào)出現(xiàn)時(shí)斷時(shí)續(xù)。
解決方法:從故障現(xiàn)象上可以判斷,是信號(hào)通路出現(xiàn)問(wèn)題,為弄清楚是信號(hào)通路哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題,采用逐級(jí)檢查的方法。首先檢測(cè)第一中頻10.7MHz,第二中頻1.3MHz,信號(hào)正常;檢測(cè)解調(diào)后的音頻信號(hào)也正常,但經(jīng)過(guò)AF音頻電路處理后,輸出的信號(hào)就時(shí)斷時(shí)續(xù),可以判定是AF音頻電路出了問(wèn)題。音頻電路主要作用是信號(hào)經(jīng)過(guò)不同的濾波器后,產(chǎn)生不含音頻信號(hào)的噪聲和不含噪聲的載波信號(hào),從而得到靜噪門(mén)信號(hào)。AF音頻信號(hào)通過(guò)AGC控制和帶通濾波器,送到受靜噪門(mén)信號(hào)Squelch和音頻抑制信號(hào)Inhibit控制的電路,然后經(jīng)過(guò)放大器信號(hào)放大后輸出。為了確定故障點(diǎn),從最終輸出的音頻信號(hào)開(kāi)始反向檢測(cè),放大器輸出音頻信號(hào)不正常,放大器輸入音頻信號(hào)也不正常;檢測(cè)音頻帶通濾波器輸出級(jí),信號(hào)正常。說(shuō)明問(wèn)題出在受靜噪門(mén)信號(hào)Squelch和抑制信號(hào)Inhibit控制的開(kāi)關(guān)控制電路上,開(kāi)關(guān)控制電路的工作原理是當(dāng)信號(hào)低于靜噪門(mén)限時(shí)抑制音頻信號(hào)輸出。音頻抑制信號(hào)也可以控制開(kāi)關(guān)控制電路切斷音頻信號(hào)輸出通路。據(jù)以上分析,檢測(cè)開(kāi)關(guān)控制電路,控制電路集成塊外圍器件未發(fā)現(xiàn)異常,于是更換了控制電路集成塊,再試聽(tīng)接收的音頻信號(hào),已經(jīng)正常,示波器檢測(cè)音頻信號(hào)正常。
維修案例九
故障現(xiàn)象:管制部門(mén)反映內(nèi)話(huà)席位某個(gè)頻率接收信號(hào)干擾嚴(yán)重。機(jī)務(wù)員在遙控端直接從配線(xiàn)架上進(jìn)行監(jiān)聽(tīng),接收信號(hào)有干擾;于是在VHF基站,拔下有干擾信號(hào)的接收機(jī)遙控接口,直接從接口引接音頻信號(hào)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng),信號(hào)正常。
解決方法:由于在收發(fā)一體機(jī)直接從接口引接音頻信號(hào)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng),信號(hào)正常,因此判斷收發(fā)一體機(jī)設(shè)備本身工作正常,查找干擾信號(hào)是如何引入內(nèi)話(huà)系統(tǒng),多方查找,一無(wú)所獲。于是更換一臺(tái)機(jī)器,調(diào)整到相同頻率進(jìn)行測(cè)試,在內(nèi)話(huà)監(jiān)聽(tīng),音頻信號(hào)正常??磥?lái)問(wèn)題還是出在設(shè)備本身,在無(wú)法判斷設(shè)備故障點(diǎn)的情況下,嘗試更換與音頻信號(hào)相關(guān)的模塊,首先更換了遙控接口模塊,在管制席位監(jiān)聽(tīng)音頻信號(hào)正常。問(wèn)題很快就解決了,但問(wèn)題到底出在哪里呢?如何解釋在遙控端直接從配線(xiàn)架上進(jìn)行監(jiān)聽(tīng),接收信號(hào)有干擾;在VHF基站,拔下有干擾信號(hào)的接收機(jī)遙控接口,直接從接口引接音頻信號(hào)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng),信號(hào)正常。繼續(xù)分析原因如下:?jiǎn)栴}的實(shí)質(zhì)是遙控接口模塊的音頻濾波器損壞,導(dǎo)致干擾信號(hào)串入。如何解釋在遙控接口直接監(jiān)聽(tīng)音頻信號(hào)正常呢?其實(shí),道理很簡(jiǎn)單,干擾信號(hào)是從音頻信號(hào)線(xiàn)串入的,拔下遙控線(xiàn),直接監(jiān)聽(tīng),線(xiàn)路沒(méi)有了,干擾信號(hào)自然無(wú)法串入設(shè)備。
評(píng)論