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浅析THOMSON电视发射机设计缺陷及其与我国运行条件间的矛盾

作者:LunWen 来源:中华论文网-免费论文下载 加入时间:2005-9-20

我台使用的THOMSON 电视发射机是法国汤姆逊公司1990年生产的30KW、UHF 彩色电视发射机,一种采用外腔式速调管作为功放器件的分放式电视发射机。一般来说,进口的彩色电视发射机,各项技术指标比较稳定,可靠性较好。可是我台的这部发射机自1991年投入使用以来,不断出现问题。先后修理或更换了高压硅堆、高压滤波电容、高压二阶梯电阻、聚焦电源、灯丝电位器、热交换器、水泵、激励器电源冷却风扇等,工作一直不够稳定。现就该机在我台几年来的运行状况,对该机的设计缺陷及其与我国客观使用条件间的矛盾作一简要分析。

就电视发射机而言,我国绝大多数电视发射台的客观使用条件是比较差的。诸如电网负荷重,电压不稳,有时甚至出现20V乃至30V的电压波动。这对电视发射机的安全运行危害甚大;由于环境保护不善,风沙、飞尘较大,对发射机的安全运行亦极为不利;一般地说,我国的电视台是先建机房后订购设备,这样往往造成机房结构不甚符合发射机的安装及运行要求,造成运行条件恶化;为了加大覆盖,减少投资,发射台往往选址在制高点,其环境湿度也必然较大… …

针对以上条件,我们所使用的THOMSON电视发射机很多方面是难以适应的。就其要点而言,有以下几个方面。

一.结构

1.机柜:

THOMSON电视发射机的结构为开放式,其两个速调管均暴露在外,无任何外围防护措施。虽然腔体的强制冷却风经过了一定的滤尘,但时日一久,腔体内难免有粉尘进入。这就会造成腔体内侧刷片与速调管法兰之间及腔体调谐板周边刷片与腔体之间接触欠佳,致使在腔体内强电磁场的作用下,接触欠佳的部位产生微弱电火花。轻者,将在图像画面上出现拉道干扰;重者则会烧毁刷片,造成停播。我台使用的该发射机就发生了烧坏刷片的情况。

为了防止这种情况的发生,除机房要注意清洁防尘外,维护时必须将速调管腔体解体进行清洗。每次清洗过后还必须对速调管的工作状态重新进行调整,以保持速调管的最佳工作状态。其工作量和难度都是相当大的。

相比之下,我台所使用的另一台电视发射机,结构为全封闭式,速调管安装在机柜内,进入机柜的冷却风都要经过滤清。该机已经运行了13年,从未出现过类似情况。

2.高压二阶梯电阻:

发射机为了减小电压冲击对速调管带来的不良影响,一般都采用分两次加高压的工作过程。第一次先加一个过渡电压,然后第二次再升到正常的工作电压。具体采用的方法是在高压变压器初级的输入回路中串入一级降压电阻。加一阶梯电压时,经过电阻降压;加二阶梯电压时,将电阻短路,使电压达到正常值。电阻工作的时间并不长,仅在开机的瞬间电阻两端有压降存在,随后其两端是等电位,仅存在相电压。但是由于安装位置设计不合理,电阻裸露点距机柜金属挡板仅几毫米。天长日久,灰尘积累后,在湿度较大的情况下造成放电打火,将电阻烧毁。在更换新电阻时,我们以国产电阻代替,并改变了安装位置,特别注意了周围留有足够的安全距离。现已运行了两年,工作状况较好。

二.对电网波动的适应性

电网供电不足,电压波动很大,在我国是一个普遍存在的现象。境外厂商在进入中国市场时必须重视这一客观事实。而我们的电视台在订购设备时亦必须考虑这一重要因素。

发达国家电网电压稳定,发展中国家的电网则不尽然。而欧美各国生产的电视发射机销售对象主要是发达国家。其产品大量进入发展中国家只是近几年的事情。其电视发射机电源部分,无论是高压电源还是低压电源,普遍不能适应我们国家的供电现状。

1.高压整流电源:

高压整流电源是在高压硅堆和高压滤波电容的作用下将高压变压器的交流输出变为直流,高压硅堆和高压滤波电容是速调管电源电路中的重要器件,可是,我们这台发射机投入使用不久,这两个器件先后均被烧坏。据分析,是承受不了电网的冲击。只好采用较大规格的国产产品取而代之。

2.聚焦电源:

聚焦电源也是一个重要的电源变换部件。它将220V交流电源变为28V的直流。为速调管提供一个近10A的恒流源,完成速调管电子束的聚焦工作。同样,由于设计余量不够,承受不了电网的波动和冲击而反复损坏。我们曾向宁夏电视台、广东电视台等购有同牌号发射机的兄弟台求援,以求解决此问题,但均无济于事。为此,我们在聚焦电源的交流输入端加装了一个隔离变压器,并将电压降至200V左右,以减缓电网波动的影响。改装后,已安全工作了三年,聚焦电源没有再出现此类故障。

3.灯丝电源:

灯丝电源采用的是全波桥式整流。工作电压不高,只有5V,但工作电流较大,达到二十多安培。由于该机所用整流器件额定参数的余量不够,声机部分的灯丝电源整流模块也烧毁了。现已改用额定电流为五十安培的另一种整流模块,目前正在进行试用之中。

我们台使用的另一公司产的进口发射机也存在同样的问题。运行不足两年,高压整流硅堆和激励器的12V、28V低压整流器件连同备用件均被烧毁。在维修过程中,我们均加大了容量,改用国产器件,运行情况较为稳定。

三.热交换器

热交换器是保证发射机正常工作的重要附属设备。为了使速调管工作中产生的热量能够尽快散发出去,热交换器一般安装在室外,为开放式的。

武汉的地理位置虽然是处于温带,但冬季的最低气温一般也在 -5°C以下。这样就产生了热交换器冬季如何防冻的问题。

THOMSON发射机的速调管是采用循环水冷却方式工作的。水箱的水流经速调管收集极的散热器带走热量,由热交换器自然冷却后流回水箱。如果自然冷却不够,水温超过规定值(如 50°C),随即自动启动热交换器的冷却风扇进行强制冷却,加快冷却的速度。

该发射机热交换器的安装要求十分考究,必须保证停机后热交换器内的余水在打开进气塞后完全回流至水箱,然后再旋紧进气塞以保证再次开机时不漏水。但要做到余水完全回流是十分困难的,判断余水是否完全回流更是难以确定。稍有不慎,寒潮来临气温突降时就会发生不测。我们曾因对这一点认识不足,发生过冻裂热交换器水管的事故。

就此看来,该机热交换器的回流管在保证余水完全回流的设计上不尽合理。无奈之下,每当严冬来临之际,我们不得不对热交换器采取一系列的保暖措施,以防不测再次发生。

四.水泵

水泵是与热交换器配套的冷却设备。THOMSON发射机的设计方式是设置了两个水泵,图机、声机各一个。只要其中一个发生故障,发射机便无法工作。我台就出现过因一台水泵故障致使发射机半月无法工作的情况。

每台水泵的流量仅供应图机或声机是有较大余量的,但若改装成由一台水泵同时供图机和声机冷却,流量却又不足。如果对设计稍加改动,加大单台水泵的流量,用一台水泵同时供图机和声机冷却,由两台同时工作改为一主一备的方式,其安全运行系数就会有较大的提高。

五.Pulsor的使用问题

Pulsor是产生于八十年代初的一项应用于电视发射机的新技术。八三年我台建台订购第一台发射机时,一套Pulsor电源单独开价20万美元,为整套发射机价格的40%。

该技术的作用就是在保证线性指标不下降的前提下,利用电视发射机在电视图像信号同步顶期间内与非同步顶期间内所需的输入功率不同,减小速调管非同步顶期间工作的束电流,从而大大提高速调管的工作效率,节约电能。虽然一次性投入较大,从长远观点看,其节能节支的价值是很可观的。

但就我们所了解到的许多兄弟电视台和我们自己的工作情况看,该项技术在使用过程中有许多不尽人意之处。由于其工作的不稳定性,有时较严重地影响了安全播出,有为数不少的兄弟台已经由于各种各样的原因而停用了该电路。

我台所使用的THOMSON发射机Pulsor电路亦因其AGC电路出现故障,在一定程度上影响了播出。

发生的故障现象是在画面上出现不规则的横道干扰,不时还出现画面抖动。该现象与腔体刷片打火所造成的现象十分相似。但通过解调器在示波器上观察输出波形时所看到的干扰信号并不是火花干扰,而是一个不规则出现的同步顶倒相的信号波形.此干扰信号从AGC电路输出至Pulsor电路本身,又通过Pulsor电路加到了速调管,从而产生了上述的故障现象。关闭Pulsor电路后发射机工作便正常了。

新技术本身是无可非议的,但一项新技术可否采用却是受多方面条件限制的。如果其运行不稳定不可靠,有时会是得不偿失的。所以,欲推广Pulsor电路的使用,还必须进一步地提高其工作的稳定性和可靠性。

六.其他

电视发射机的运行,与其他许多设备的运行相比较,是有其特殊要求的。在电视领域中,电视发射机的作用至少在一定的时期内还是无可替代的。试想象一下,当几十万人乃至上百万人正在收看你的节目时,发射机突然发生故障,那会是一种什么情景。

正是因为电视发射机的作用如此重要,它的任何一个零部件的质量都是不容忽视的。而我们所使用的这台发射机的某些零部件的质量显然是不能令人满意的:

1.水泵:

水泵在运行不足2000小时的情况下轴承就烧毁了。

2.灯丝电位器:

灯丝电压的改变是靠调整灯丝电位器,调整比较方便。该电位器是串接在灯丝电源变压器的初级。常态工作时,电流一般只有1安左右。电位器的压降为20伏左右,工作阻值为20欧姆左右,电位器上消耗的功率只有几十瓦。但多次出现开机后无灯丝电压。经检查是电位器的电阻丝断路。修复后用不多时,其他部位又发生断路。很显然是器件本身的质量存在问题。

3.激励器电源风扇:

该风扇运行不足一万小时,突然自动停转。由于电源温升很快,电源过热保护电路启动,切断了逻辑控制电源,如同停电一般。再次开机运行一段时间后,仍然出现上述现象,经查是该风扇轴承损坏。

该发射机还有一些不足之处。如灯丝电压调整电路。在速调管使用之初,为了激活灯丝阴极,将额定5V的工作电压调整到5.2V左右。在运行一千至两千小时后应将该电压调至5V。倘若为了延长速调管的使用寿命,甚至可调低至4.75V。可是该电路只能将电压调至5.1V。在更改了该电路某些器件的参数之后,我们才能够使发射机在灯丝电压为4.9V的状态下正常工作。

再如聚焦电源。当该机原装的聚焦电源烧毁后,我们向生产厂定购了一套聚焦电源。原发射机聚焦电流的下限保护值设置在8.5A,而所购新电源的最大电流仅只能调到8.3A。为了让发射机能够工作,我们只好将保护值门限调低。但这是有一定风险性的。

当然,我们引进的这台THOMSON发射机亦有许多可取之处。例如激励器电路工作较稳定,测试调整均比较方便,保护电路工作十分可靠,双工器的性能较好等等,这里不再赘述。

相对而言,大功率UHF电视发射机,进口产品较之国产品,其可靠性、稳定性略胜一筹。但其售后服务及配件价格却是与国产品无法比拟的。同时,越是先进的设备,就越是要求更高的管理水平和维护技术与之相适应。我们所使用的发射机之所以出现诸多问题,除了前面分析的原因之外,我们的管理维护水平未能达到应有的高度也是重要的原因之一。

以上所述,是我们几年来对THOMSON电视发射机的一点粗浅认识以及在管理维护工作中的一些经验教训。若有不当之处,望同行及有关专家予以指正。我们期待同行们在电视发射机的管理与维护经验上相互交流。