R&S甚高頻通信系統(tǒng)故障維修案例分類分析

　　從收集的R&S甚高頻通信系統(tǒng)故障信息來看，故障大致可以分為電源類故障、控制信號類故障、電壓駐波比類故障和音頻信號類故障，每一類故障都有其共性，下面通過幾個(gè)典型的故障維修案例來對每一類故障從不同的角度進(jìn)行闡述。

　　一. 電源類故障

　　R&S 甚高頻設(shè)備的調(diào)制模塊對所有工作電壓進(jìn)行監(jiān)視，然后輸出VOP-OK總監(jiān)視信號，一旦某個(gè)工作電壓不正常，VOP-OK以總監(jiān)視信號的形式體現(xiàn)出來，具體是哪個(gè)電壓異常，還需要進(jìn)行測量。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)過集成電壓控制器產(chǎn)生+5.2VDC，然后送到復(fù)位信號產(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RST送到微處理器D10，對發(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，整流模塊無輸出。

　　在檢修電源類設(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)手冊推斷是電源部分故障。于是首先對AC/DC電源模塊進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常，然后對整流模塊進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)器件異常。通過測試發(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+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)候才想起來對+24VDC輸出級負(fù)載進(jìn)行檢測。+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，由于事先沒有對電源故障進(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。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，檢測電阻、電容未發(fā)現(xiàn)異常，更換集成電壓控制器N3(型號為L200)后，+10VDC電壓恢復(fù)正常，發(fā)射機(jī)工作電壓正常。

　　二.控制信號類故障

　　R&S甚高頻通信系統(tǒng)控制信號類的故障較為復(fù)雜，包括遙控、監(jiān)控和自動(dòng)控制等諸多控制信號，需要對控制信號工作原理和流程有較深認(rèn)識，在遇到問題時(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信號工作不正常。從防雷的常識可以判斷，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)話席位無法控制其發(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，發(fā)射也正常。說明發(fā)射機(jī)本身是工作正常的。于是懷疑內(nèi)話到發(fā)射機(jī)的傳輸線路或遙控線路有問題，于是更換了一臺(tái)發(fā)射機(jī)做測試，發(fā)射機(jī)工作正常。在這種情況下，到底是發(fā)射機(jī)問題還是線路問題，看來還不好下結(jié)論了。分析電路可以知道，PTT信號輸入到發(fā)射機(jī)，首先要通過一個(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轉(zhuǎn)換為光信號，然后由感光三極管將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，這樣做主要是為了抗干擾，防止發(fā)射機(jī)把干擾信號當(dāng)作是PTT信號，而使發(fā)射機(jī)處于發(fā)射狀態(tài)。通過以上的測試，發(fā)射機(jī)和遙控線路似乎都很正常。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，型號是H11A550，在內(nèi)話席位再進(jìn)行測試，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(主備機(jī)切換控制信號)通過接口模塊X9以TEST-OC信號送到備用發(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)接口送來的TEST-OC信號以*OFF信號輸入。所以任何一臺(tái)發(fā)射機(jī)TEST-OC信號輸出電路和*OFF信號輸入電路出現(xiàn)問題，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，可以通過替換法來確定故障的模塊。這里采用直接檢測法，先對調(diào)制模塊進(jìn)行檢測。按照電路圖，檢測輸入的*OFF切換控制信號電路，檢測二極管V160和電阻R160/R161，未發(fā)現(xiàn)異常;檢測輸出的TEST-OC切換控制信號電路，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。

　　控制信號類維修案例總結(jié)：控制信號類故障較為復(fù)雜，首先要對控制信號有一個(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)的控制信號上去，通過電路圖，查找相關(guān)的控制信號電路，就能排除故障。如果遇到不了解的控制信號，就只能從電路圖中的控制信號的英文縮寫去猜測信號的含義，逐個(gè)排查認(rèn)為相關(guān)的控制信號，排除故障后，相信會(huì)對這個(gè)控制信號有較深認(rèn)識了。

　　三. 電壓駐波比類

　　首先，對電壓駐波比的概念進(jìn)行簡單的闡述，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，就有必要對駐波比有足夠的重視，盡一切可能將駐波比降低到最小。

　　對于R&S甚高頻發(fā)射機(jī)來說，影響駐波比的主要因素是濾波器、天線和天線電纜。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;天線接頭松動(dòng)，受潮，結(jié)冰、結(jié)霜等都會(huì)影響駐波比;天線電纜受潮、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。通過濾波器前面板旋鈕，對濾波器進(jìn)行調(diào)試，發(fā)射機(jī)駐波比仍然無法達(dá)到最佳狀態(tài)。由于濾波器沒有技術(shù)手冊，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)無法將駐波比降低到最低的情況下，只能嘗試通過其它方法來降低駐波比。通過過觀察發(fā)現(xiàn)射頻電纜接口有一個(gè)刻度盤，嘗試改變射頻電纜接口刻度盤的位置，發(fā)現(xiàn)駐波比有所變化，通過反復(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)過分析，射頻電纜接口刻度盤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。一般來講，6M以上都要用諧波來做。 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,由于是共用天線系統(tǒng)，問題應(yīng)主要出在天線部分。先對濾波器進(jìn)行了調(diào)節(jié)，駐波比降到1.5,然后檢查天線，發(fā)現(xiàn)天線接口處已經(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，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;定期對天線及接口進(jìn)行檢查，最好是在天線接口外層再包上一層防水膠帶。

　　四.音頻信號類

　　維修案例八

　　故障現(xiàn)象：接收機(jī)接收信號出現(xiàn)時(shí)斷時(shí)續(xù)。

　　解決方法：從故障現(xiàn)象上可以判斷，是信號通路出現(xiàn)問題，為弄清楚是信號通路哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問題，采用逐級檢查的方法。首先檢測第一中頻10.7MHz，第二中頻1.3MHz，信號正常;檢測解調(diào)后的音頻信號也正常，但經(jīng)過AF音頻電路處理后，輸出的信號就時(shí)斷時(shí)續(xù)，可以判定是AF音頻電路出了問題。音頻電路主要作用是信號經(jīng)過不同的濾波器后，產(chǎn)生不含音頻信號的噪聲和不含噪聲的載波信號，從而得到靜噪門信號。AF音頻信號通過AGC控制和帶通濾波器，送到受靜噪門信號Squelch和音頻抑制信號Inhibit控制的電路，然后經(jīng)過放大器信號放大后輸出。為了確定故障點(diǎn)，從最終輸出的音頻信號開始反向檢測，放大器輸出音頻信號不正常，放大器輸入音頻信號也不正常;檢測音頻帶通濾波器輸出級，信號正常。說明問題出在受靜噪門信號Squelch和抑制信號Inhibit控制的開關(guān)控制電路上，開關(guān)控制電路的工作原理是當(dāng)信號低于靜噪門限時(shí)抑制音頻信號輸出。音頻抑制信號也可以控制開關(guān)控制電路切斷音頻信號輸出通路。據(jù)以上分析，檢測開關(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，再試聽接收的音頻信號，已經(jīng)正常，示波器檢測音頻信號正常。

　　維修案例九

　　故障現(xiàn)象：管制部門反映內(nèi)話席位某個(gè)頻率接收信號干擾嚴(yán)重。機(jī)務(wù)員在遙控端直接從配線架上進(jìn)行監(jiān)聽，接收信號有干擾;于是在VHF基站，拔下有干擾信號的接收機(jī)遙控接口，直接從接口引接音頻信號進(jìn)行監(jiān)聽，信號正常。

　　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進(jìn)行監(jiān)聽，信號正常，因此判斷收發(fā)一體機(jī)設(shè)備本身工作正常，查找干擾信號是如何引入內(nèi)話系統(tǒng)，多方查找，一無所獲。于是更換一臺(tái)機(jī)器，調(diào)整到相同頻率進(jìn)行測試，在內(nèi)話監(jiān)聽，音頻信號正常?？磥韱栴}還是出在設(shè)備本身，在無法判斷設(shè)備故障點(diǎn)的情況下，嘗試更換與音頻信號相關(guān)的模塊，首先更換了遙控接口模塊，在管制席位監(jiān)聽音頻信號正常。問題很快就解決了，但問題到底出在哪里呢?如何解釋在遙控端直接從配線架上進(jìn)行監(jiān)聽，接收信號有干擾;在VHF基站，拔下有干擾信號的接收機(jī)遙控接口，直接從接口引接音頻信號進(jìn)行監(jiān)聽，信號正常。繼續(xù)分析原因如下：問題的實(shí)質(zhì)是遙控接口模塊的音頻濾波器損壞，導(dǎo)致干擾信號串入。如何解釋在遙控接口直接監(jiān)聽音頻信號正常呢?其實(shí)，道理很簡單，干擾信號是從音頻信號線串入的，拔下遙控線，直接監(jiān)聽，線路沒有了，干擾信號自然無法串入設(shè)備。