2006, Vol. 32 2. 南京电子技术研究所
2. Nanjing Research Institute of Electronics Technology
CINRAD-SB随机资料未提供发射机各单元电路的原理框图，台站并无各单元替换电路板，需要根据故障现象电告厂方，停机等待厂方派人携带单元电路板现场维修，有时甚至需要反复几次，这样延长了CINRAD-SB型的故障时间、增加维修成本、会造成重大天气缺测。只有当各台站的机务人员能根据发射机的故障现象、原理框图、电路原理和维修经验并在厂方设计人员的指导下，对CINRAD-SB发射机故障进行芯片/元件级诊断，才能改善这个局面。逐步完善CINRAD-SB发射机各单元详细的原理框图并累积维修经验对发射机故障的芯片/元件级诊断是非常必要的。
1 故障现象正常工作时，突然RDA上蜂鸣器响、监示器上无回波。RDASC上曾显示过多种报警，主要有：
Alarm 64 Modulator Overload；
Alarm 70 Trigger Amplifier Failure;
Alarm 110 XMTR/DAU Interface Failure.
RDASC/Performance Data出现了许多出错指示，主要有：
Tr 2/Mod Overload=Fail；
Tr 2/Trigger Amp=Fail；
Tr 2/Test Bit i (i = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 7) =Fail。
发射机控制面板上指示低压电源、电源、发射机、充电系统、调制器、速调管故障或循环失败。
退出RDASC将发射机处于本控和手动状态，运行CtrlXmtr2程序，选择Transmitter/Short Pulse/321.89，高压加不上，但发射机控制面板只指示：发射机/过压、过流故障；充电系统/回授过流和整流欠压、充电故障；听不到发射机柜内的高频蜂鸣声；且触发器3A11 (从上往下数第2个)使能灯V4闪亮着；打开发射机右门和调制组件3A12外盖闻到烧焦味。
2 故障根源由于闻到调制组件3A12内有烧焦味，肯定调制器本身有故障，进而发现由于发射机调制器3A12A11取样测量板内两根低压引线太长，使得它们的下凹点B、C两处和高压端子A处的间距太小被人工线上4800V左右脉冲高压击穿短路，产生的电弧将B、C两处烧结在一起短路并和3A12XS7初级脉冲电压观测断开，如图 1示。
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图 1 故障的源发部分及3A12部分框图 |
如此脉冲高压短路必然产生瞬间强烈的电磁感应而损坏其它电子元件。先拉出后充电校平组件3A8机柜、对地放掉残存高压。
3.1 调制组件3A12的排障过程外观检测可以看到3A12A11取样测量板的R5、C3和C12被烟熏黑，其中R5 (2MΩ/10W)经电弧烧结，阻值变大、C12 (0.01μf/lkV)开裂，去污后C3未坏，将它们都更换之，并处理好B、C处接线。再用万用表粗测3A12的充电二极管V1～V10 (正向电阻R+≈8.4kΩ，反向电阻R-≈ 800kΩ)确信短路脉冲大电流并未造成这些晶体管损坏。
再实测3A12XS6充电电压观测处仍无信号，由于3A12没有充电信号或只有充电信号没有放电触发时，XS6都无输出，根据图 2, 需先判断回扫充电组件的输出3A10/ ZP9和触发器组件的输出3A11/ZP15的波形是否正常？可先脱开充电变压器3A7T2的次级并注意高压隔离。
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图 2 故障主要部分相关单元的总框图 |
由于触发器组件3A11的使能V4指示灯闪亮，拉出该机柜，它的+200V电源是从后面大插件供电而低压直流和控制信号是从前面3A11XS1的DB37插座供电，开启发射机低压后，无+200V直流使触发器电源故障指示灯V3亮、禁止使能指示V4长亮，将触发使能信号N7输入端Pin2对地短接后，V4灭，可认为3A11的V4相关电路正常。分析电路框图 3发现：由于调制器的初级电流取样和反峰电流取样都没有电流输入，不产生过流故障报警导致禁止使能，3A11的+200V和V4相关电路又是正常的，使能V4闪亮可能是由于脉冲干扰故障锁存器D4/CC4027的自身问题，即D4不仅不能锁存3A11触发器或控制电路脉冲干扰型故障而且本身输出不断地被反转、产生误报警从而间断禁止使能，V4闪亮。更换D4后，V4恢复正常，即低压和故障时V4长亮、使能时V4灭。
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图 3 触发器部分故捧的原理图
(图中省略号 代表无关的简单电路，如非门、比较器等)
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再用示波器测触发器3A11/ZP15无SCR放电触发信号输出、测3A11/ ZP2&ZP3无放电触发信号输入、由图 2追溯到5A16XP7仍无此信号，换HSP—B板/U6差分发送26LS31后，3A11/ZP2&ZP3放电触发信号恢复，但触发器3A11/ZP15仍无SCR触发信号输出；测3A11/ZP5无信号、对分法测3A11的D1电平转换MC14504输出Pin15无信号、输入Pin14也无信号，更换3A11/N1差分输入26LS33后，D1输入Pinl4有信号了但输出Pin15仍无信号，更换D1后，SCR放电触发信号输出正常。
3.3 回扫充电组件3A10的排障过程对地放掉残存高压再接上充电变压器3A7T2的次级并注意高压隔离。开高压后发射机控制面板上充电系统/充电故障指示灯亮、用示波器测调制器3A12XS6重复频率和波形不正常，故复测3A10的输出赋能/回授电流取样信号ZP9, 发现在高压时波形不正常且重复频率错误，测3A10输入的充电触发信号ZP1情况类似，再测输入端N3差分接收26LS33/pinl & 2雷同，故更换控制保护板3A3A1/D32差分发送26LS31后，输入正常，再测输出ZP1波形仍不对，考虑到受高压脉冲的影响，在这一通路上差分电路均易损坏，故更换3A10/N3差分接收26LS33后ZP9输出波形正常。
3.4 其它故障的排除进入RDASC开高压进行体扫时，发现发射机40V电压慢慢下降直至保护，脱开40V的负载一高频激励器3A4后，电压恢复正常，分析电路框图 4, 由于3A4A1的N7/差分接收26LS33和N8/单稳电路4098芯片决定了+8V调制脉冲电压的周期T和脉宽τ大小，如:T变小或τ增大即工作比增大因而负载加重，试着更换后，40V电压恢复正常；过几天又发现发射机输出功率减小许多，测量3A4高频信号输入正常，而测量3A4高频信号输出的波形幅度比原来变小许多而且波形形状变差，内部电压均正常，所以断定3A4的微波放大器坏了，实际上是3A4A3微波功率放大器V2大功率管因高压电弧造成电磁脉冲使得30V瞬间过压而受损。更换整个3A4并适当调整发射机可变衰减器3AT1，发射机的输出功率及波形均恢复正常且无报警。
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图 4 高频激励器故障的原理图
(图中省略号代表无关的简单电路，如电压调整、隔离器等)
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由于各地CINRAD-SB的发射机柜高压打火时有发生，为此建议：只要移动了发射机高压部件，就需检查有关高压端子或高压引线的隔离情况。厂方应选用绝缘等级高的高压引线并在其端子加高压护套。为防止雾气涌入发射机柜降低绝缘引起打火，关掉发射机高压后，应关闭其向外排/进气的活动门，不得将排/进气口直接暴露在建筑物外，进气管外空气较干燥时，才允许进气管从机房外进气，一旦发现发射机内有水汽凝结，要找出原因改进，待彻底干燥后，才允许重新开机。在南方潮湿环境下，机房内应加配大功率专用去湿机。用示波器测量发射机有关波形前，需在低压时钩上测试棒，再开高压测试，以免干扰脉冲损坏对应差分集成电路等芯片。