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一、引言

廣播電視用的帶通濾波器具有頻率選擇過濾雜波的作用，其能對特定頻點以外的頻率進行有效濾除，讓發射機能發送比較純正的載波，實現廣播電視節目較高質量的視聽效果。濾波器通常在發射機輸出端與天線之間設置，是廣播電視發射系統中不可或缺的重要設備之一。本人結合“村村通”鄉鎮臺站裝機的案例，講述廣西地面數字電視濾波器故障的修復過程。

二、故障現象

凱騰四方50W數字電視發射機（如圖1），裝機接好信號源和發射機線路后，開機調試好設備。但發射機總是反射功率過大，設備進行保護，功率開不起，調試軟件上輸出停播位告警。

三、故障分析

故障篩查，檢查發射機接線正確，復查調試環節也不存在問題。試著把發射機濾波器去掉，發射機出口饋線直接接天線，這時開啟發射機功率啟動并能正常的發射信號，接收該信號也能正常的播放節目。從而確認該凱騰四方發射機功率開不起是因為中間環節的濾波器存在問題。濾波器一般在供應商出廠的時候都有合格檢測，但在運輸途中磕磕碰碰可能會出現問題。診斷濾波器的故障情況，需要用天饋線測試儀測試其駐波比。該凱騰四方數字電視發射機的濾波器是為36CH頻道過濾雜波，該頻道對應的中心頻點是698MHz，用AnritsuS332D天饋線測試儀進行檢測，測試步驟：1.打開天饋線測試儀S332D，選擇頻率-駐波比模式，設置頻率檢測范圍：起始頻率F1=680MHz，終止頻率F2==720MHz；設置振幅底線=1，頂線=5。儀器RFOUT口接上測試線，測試線另一端接上標阻，按儀器上的STARTCAL鍵進行校準。2.儀器校準成功后按HOLD鍵，暫停掃描。摘掉標阻，測試線直接連接到濾波器輸入端In口，濾波器輸出端Out口接上50Ω電阻模塊。3.按儀器上RUN鍵開始測試濾波器駐波比。按MARKER鍵標記節點M1=698MHz，測試出結果：該濾波器在698MHz頻率處，駐波比達到3.27（如圖2）。駐波比是用來表示天線、濾波器和電波發射臺是否匹配的一個數值。駐波比等于1時，表示阻抗完全匹配，此時高頻能量全部能輻射出去，沒有能量的反射損耗；駐波比為無窮大時，表示全反射，能量完全沒有輻射出去。該凱騰四方濾波器的駐波比為3.27，按照駐波反射的換算（SWR為駐波比）：功率反射率===28%發射機功率反射達到28%，反射過大設備進行保護。所以要調節修復濾波器，讓其駐波比的值接近1，減少發射機的功率反射。

四、故障處理

帶通濾波器顧名思義是有特定的通頻帶，只允許通過某一范圍內的頻率分量，其它范圍的頻率分量被衰減到極低水平。此篩選頻率分量功能由濾波器內部的電阻、電感和電容組成的RLC諧振電路實現。凱騰四方50w數字電視的濾波器內部為諧振腔體結構，一個腔體能夠等效成電感并聯電容，從而形成一個諧振級，實現濾波功能。凱騰四方腔體濾波器內部為六腔體結構，為六階濾波，其內部結構如圖3與等效電路如圖4。腔體濾波器等效電路圖，圖中并聯電感電容表示單獨的諧振腔，串聯的電感表示諧振腔之間的磁耦合。LC并聯，發射機信號穿過濾波器電壓從Vi變成V0，信號的頻率低時電容阻抗大，但電感阻抗很小，電流都走電感，輸出電壓V0很小；信號頻率高時電感阻抗大，但電容阻抗很小，電流都走電容，輸出電壓V0很小；信號頻率適中不大不小時，電容與電感的阻抗相當，此時通過兩者的電流大小相當但相位相反，互相抵消，LC并聯的綜合效果變成阻抗極大，電壓輸出V0很大。所以帶通濾波器能吸收不必要的雜波，只允許特定的頻率波通過。濾波器的好壞，關鍵在其阻抗是否匹配，阻抗若不匹配駐波比就會異常，修復需要機械調節諧振腔開路端和諧振腔之間的調諧螺釘，通過調整調諧螺釘改變電感、電容來改變阻抗，進而改變其諧振頻率和帶寬。用儀器測試濾波器，邊調節調諧螺釘，邊觀測濾波器回波損耗的波形，將通頻帶的回波損耗降低到一定數值，其駐波比能得到相應的改善。回波損耗是傳輸線端口的入射波功率與反射波功率之比，以對數形式來表示，單位是dB，一般是負值，其絕對值稱為反射損耗。根據回波損耗與駐波比的關系，當回波損耗數值為0時，駐波比無窮大；當回波損耗數值為負無窮大時，駐波比為1；回波損耗的數值達到23db時，對應的駐波比約為1.15，符合濾波器駐波比的指標要求。故修復此故障濾波器需要通過調節調諧螺釘改善其回波損耗，將濾波器通頻帶698MHz處回波損耗的波形大概降至-23db以下，對應的駐波比為小于1.15，此處的功率反射足夠小，滿足發射機的要求。調試凱騰四方36CH（698MHz）濾波器的回波損耗：1.打開天饋線測試儀S332D，選擇頻率-回波損耗模式，設置檢測頻率范圍：起始頻率F1=680MHz，終止頻率F2==720MHz；設置振幅頂底線=0db，底線=40db。儀器RFOUT口接上測試線，測試線另一端接上標阻，按儀器上的STARTCAL鍵進行校準。2.儀器校準成功后，摘下標阻，測試線直接接到濾波器輸入端In口，濾波器輸出端Out口接上50Ω電阻模塊，進行掃描。按MARKER鍵標記節點M1=698MHz，M2=697MHz，M3=699MHz。標記3個相近頻點，是為了在698MHz處調出足夠帶寬的波形，防止濾波器因溫度升高時，波形跑偏而影響駐波比。3.松動濾波器的調諧螺釘螺帽，觀察濾波器的回波損耗曲線，此時回波損耗波形變化比較敏感，用手指按壓或抽拉每顆調諧螺釘，試探回波損耗波形的走向。用螺絲刀微扭調諧螺釘，先左右調節波形的頻率，把波形的波谷調至標記的698MHz處，再把此處波形的波谷適當調寬。然后上下調節波形的振幅，把調寬的波谷整體的往下移。這個過程需要細心，也需要耐心。4.調節濾波器698MHz處回波損耗的波形降至-23db以下（如圖5），切換天饋線測試儀的模式到頻率-駐波比模式，查看調節后的駐波比曲線（如圖6），此時698MHz處的駐波比為1.07，且駐波曲線的帶肩夠寬，則波形符合要求。5.調試好濾波器的駐波比后，對濾波器的調諧螺釘進行螺帽緊固即可。緊固螺帽時，需同時觀察儀器上濾波器駐波比的變化，以免動作過大而造成波形偏移。經過調試修復，該凱騰四方濾波器的駐波比從3.27變到1.07，已符合發射機阻抗匹配的要求。我們將濾波器重新接回發射機線路，發射機開機成功且功率正常，并且接收信號能正常的播放節目。

五、結束語

廣播電視系統的每一個設備，都有其重要的作用。廣播電視濾波器在日常工作中，故障率相對較少，但掌握其檢修維護是我們廣電人的必備技能之一。為確保廣播電視節目的安全播出，保障人民群眾視聽節目的權益，廣播電視系統的每一環節都不容忽視。

參考文獻：

[1]郭勤武,江娟,雷澤林,章天金.六腔帶通介質腔體濾波器的設計與優化[J].內蒙古科技大學學報,2016(04).

[2]雷光,王培章,許舵.S波段電容加載型同軸腔體濾波器的設計[J].軍事通信技術,2010(3).

作者:韋大福 莫雪祥 韋曦奇 單位:1.廣西廣播電視柳州分中心 2.廣西廣播電視百色分中心