哈罗CQ火腿社区 - 设备 - 奇难杂症之七——IC-7100怪异故障维修记

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只看楼主倒序阅读 0楼发表于: 2019-06-21

这台IC-7100外观还是很新的，到手后检测其功能大致正常，全频段全模式接收没有问题，V/UHF发射功率正常，但是HF全模式从160~6米各波段发射时电流都达三十多安培，而且整个HF频段一点输出功率都没有。

    因为之前修理过TS-990发射时末级功放管过流的故障，以为也是末级功放管变质漏电的问题，于是马上就把两个末级功放管Q301/Q302拆了下来。但是经过测试，两只RD70HVF1C末级功放管却是正常的。把管子安装回去，在未发射时，用万用表测量末级功放管Q301/Q302的栅极电压为零，并且长时间都没有偏移现象，这也就证明两只末级功放管都没有漏电的情况。但是在发射时，两只末级功放管的栅极电压却都升高到接近六伏，这么高的栅极电压肯定使管子完全导通了，难怪整机电流会这么大！
    试把从主电路板通往PA板的发射信号线拔掉，在整块功放板没有发射RF信号输入的情况下，发射电流没有任何变化，依然是三十多安培。
    由于发射电路的工作电流非常大，因此，每次进行测试时都非常小心，而且把发射时间控制在几秒钟内，一次测试间隔一段时间后才再次发射。

发射时这么高的栅极电压从何而来呢？从电路图上看，末级功放管的栅极偏压是通过连接主电路板的J701插座输出HFID1V和HFID2V两个电压，然后经过电阻R304/R306和二极管D301/D302分别送到末级功放管栅极来的。经过测量，J701插座上主电路板送来的电压是正常的，但是经过了二极管之后，电压就大幅升高了。为了寻找发射时升高的栅极电压来源，又把Q301/Q302两个末级功放管都拆了下来，再对空着的电路进行测量，结果发射时栅极偏压是正常的2.6V。看来这个高电压也不是由于电路板漏电而来的，这就奇怪了！

接着，试着仅安装一只末级功放管进行测量，测量结果是安装了功放管的栅极偏压是五伏多，没有安装功放管这边的偏压是正常的。又试把管子调换位置安装，也是有管子这边偏压高，没有管子的偏压正常。看来这个故障的原因既不是管子，又不是电路板的问题，感觉这个高偏压出现得比较诡异。

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只看该作者 1楼发表于: 2019-06-21

    这天又在测试测量两只末级功放管的电压值，在发射时无意中手指碰到末级功率合成变压器输出端位置，手指有高频电击的感觉。心里马上有个疑惑——现在功放电路既没有输入信号也没有输出信号，何来这么强烈的高频电击？
    于是马上就想到用频谱仪来测量一下到底电路上有什么信号？
    在进行测试前，潜意识多了一个心眼，在频谱仪的输入端加接了一个30dB2W的同轴衰减器。结果，在探头接触到末级功放管漏极才几秒钟，还没有来得及看清楚屏幕上的情况，感觉衰减器就已经被烧掉了！
    心里马上庆幸加了衰减器，否则烧掉的就是频谱仪了。为了以后保险起见，赶快上网预定了30dB10W和20dB10W两个同轴衰减器以备不时之需那是后话了。

马上把衰减器拆下来测量，发现衰减器只是输入一端被烧开路了，现在通过同轴衰减器里面的电路感应就权当是一只衰减量更大的同轴衰减器，于是就又把这个同轴衰减器接上仪器继续使用。

终于在频谱仪上发现了有一个很强64MHz的信号，虽然现在同轴衰减器的衰减量未明，但是通过与正常机器的发射信号幅度进行比较，估计这个信号的功率应该有两百多瓦，根据经验马上就明白了功放电路上存在着强烈的自激振荡！
由于自激振荡频率是64MHz，因此，自激信号被输出低通滤波器滤掉，而正常发射的频率信号又被强自激信号抑制掉，从而使功放电路的输出端没有输出功率。很高的末级栅极电压是由于很强的高频信号形成的自偏压，这也就是为什么就算拔掉电路的输入信号，功放电路的工作电流依然很大的原因所在。

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只看该作者 2楼发表于: 2019-06-21

    从此，维修方向就转而查找引起功放电路自激振荡的原因了。
    通常引起电路自激的是电路退藕不良或者是增益过高。
    由于HF发射时电流很大，为了方便维修测量，只得又把两只HF末级功放管拆掉，这样无论怎样折腾都不会烧毁东西了。

从功放板电路上看，从主板输出的发射信号经过Q101/Q102/Q251三级激励放大，然后分别推动HF和V/UHF末级放大器。三级激励放大器是作为宽带放大，用于放大从HF到UHF频段的发射信号，电路中并没有波段切换。

    而现在电路只在HF频段发射时有自激，在V/UHF频段发射时则是正常的，对于这样的情况，从表面分析应该是与这三级激励放大器无关。经过检查，HF和V/UHF频段的末级功放级切换二极管D261正常。维修又一次陷入困境。
    恰好BA7CK有一台IC-7100被雷击坏送来维修，还很贴心的付了一台好的IC-7100来让我比对着修。仗着能有一台好机器比对照修的千载难逢好机会，以为就能很快找到故障原因，但是，现实是残酷的。
    首先，用数字万用表对比测量这三级激励放大电路的所有电压值，结果，两台机基本上是一样的。接着，对比测量这三级激励放大电路的对地电阻值，也是基本一样。然后，用频谱仪对比两台机的各级电路在发射状态的输出输入电平，马上就对比出问题了。第一级Q101的输入输出电平是一样的，但是，第二级Q102的输出电平就比正常机器的大了十多dB（正常电路是-31.2dBm，故障电路是-19.6dBm），而且还多了互调频率成分，至第三级Q251的输出就更大（正常电路是-16.4dBm，故障电路是-4.4dBm），互调情况还更加地恶化。

    通常机器电路增益不足的故障就遇到得多了，但是，电路增益变大的故障似乎还是第一次遇到！
    究竟是什么原因使电路的增益增加？
    又应如何解决这个迷局？

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只看该作者 3楼发表于: 2019-06-21

这台机器的功放电路板新簇簇，里外都是干干净净的，从表面上也没有看到任何不良的漏电短路腐蚀等痕迹。

再从电路的直流参数情况进行判断，放大管和电路的工作状态应该是没有问题的。因此，引起电路增益变化的，应该是交流参数发生了变化吧。从电路图上看，这三级激励放大管的源极都是直接接地的，也就排除了源极旁路电容的问题，剩下的就是反馈电路或者是电源供电退藕电路了。在电路图上看，在这三级激励放大管的栅漏之间都分别加了负反馈电路。所以，首先重点检查第二级的负反馈电路，用万用表测量反馈电阻R111阻值没有问题（实际上在对比测量电路对地电阻值时，早就顺手把这三级激励放大电路上的所有电阻阻值都用数字万用表测了个遍，结果全部电阻值都没有问题）。继而又怀疑反馈电容C109开路使电路增益提高。为了操作方便，就直接找一个同样容量相同大小的470P电容并联焊上去，但是，完全没有改善。继而干脆顺手又把三级放大电路的反馈电容C103/C109/C252都用同样容量相同大小的电容并联焊上。

经过测试也没有多大改善，看来电路自激和反馈电路无关。
维修又再一次陷入困境。

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只看该作者 4楼发表于: 2019-06-21

这天又对着电路图看的时候突然来了灵感，想到一直以来都只是检查测试功放板的发射部分，而从电路图上看到功放板的信号输入插座J101上还有一路是通往接收前置放大器部分的。有没有可能自激信号是由于接收电路不良而引起的呢？
于是马上就动手对接收通路进行检查，就在用万用表对信号输入插座J101下来的收发转换开关二极管D161/D162进行检查的时候就发现问题了，接收通路的开关二极管D162/HVD147已经被击穿短路！

随即把这个只有半粒黑芝麻大小的二极管焊开，然后对发射部分进行测量，发现电路的增益恢复正常了，连互调信号也没有了。接着又再把拆卸下来的两个HF功放管安装回机器，然后试发射，机器的发射功率输出已经恢复正常了！

接着在一堆废对讲机板上拆下一粒大小一样性能接近的高频开关二极管换上去，经过测试全频段全模式收发都正常了，装好机盖就可以交货了。
对这次故障进行总结分析，应该是由于接收通路的开关二极管被击穿短路之后，等于在发射状态下，发射电路部分仍然连通着接收部分电路，而接收部分的电路和走线等在功放电路板的另一面，和发射部分比较接近而感应到信号，而且该感应信号等于直接又被输入到激励放大器的输入端，这三级发射激励放大级的电路增益又被设计得比较高，因此，恰好就与感应信号形成了正反馈。其结果就产生了类似再生式接收放大电路的效应，使发射激励放大器的增益提高而且还形成互调。当加上末级功放级之后，感应出更大的正反馈信号和更高的电路增益甚至就使整个功放电路产生强烈的自激振荡，而整个环路的参数使自激振荡频率就落在64MHz附近。这样，自激振荡信号只影响了HF波段通道的末级功率放大，而对于V/UHF波段通道，由于V/UHF末级功放电路的V/UHF匹配电路或滤波电路等恰好使自激振荡条件被抑制，使得V/UHF的发射输出功率正常（即使激励电路的增益稍高，机器可以通过ALC电路进行调整，而使最终的输出功率保持恒定）。

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只看该作者 5楼发表于: 2019-06-21

总结这次故障的维修，虽然最终查找和更换故障零件的过程不到几分钟，但却被故障的表面现象牵着走，来来回回折腾了几个月，曾经一度迷迷茫茫转入思维死角，整个维修的过程曲折又离奇，却又能峰回路转，最终却似得来全不费工夫，很享受这种紧张刺激的维修过程和头脑风暴，修好了开心回味了好几天。
这次的故障真可以算得上是奇难杂症，这个故障好玩在于其各部分电路都是正常的，一切条件都是凑巧的，而且只要电路的参数有些不同和变化，造成的自激振荡频率就会不一样（或者不会出现自激振荡），恐怕故障的表现也会大不相同。

同时也感谢BA7CK送来一台好的IC-7100，让我可以比对着来维修，通过比较能够迅速判断出电路大部分电路元件没有故障，避免了盲目地拆装。
这次维修也得到很好的经验教训，以后需要记住，凡是对功率放大器等高电平大功率电路进行测试时，一定要评估风险，事先做足保护措施，小心谨慎如履薄冰，防止忙中出错，以免造成更大的损失。