关键词： 调频
广播电视是党和政府的喉舌, 是联系人民群众的纽带和桥梁。我台为市级调频广播电台, 目前需完成4套调频广播节目的发射转播工作。对调频节目信号的监听和对调频发射机的实时监测和控制, 是技术人员必须完成的工作。
由于工作人员较少, 每一班组的工作人员不可能同时实施监听4套广播节目;另一方面, 4台发射机的工作状况, 工作人员也不可能做到时时查看, 发射机的工作状况正常与否, 是否有事故隐患, 也是一个很大的问题。根据广电总局、省广播电视局关于安全优质播出的指示精神和我局的实际情况, 我们组织技术人员开发研制了这套调频广播发射机的自动监测和控制系统。
该系统以计算机为中心, 辅以其它元器件构成, 可对多套调频发射机实施自动监测和控制, 实现无人值守情况下的自动开关机。当发射机故障时可自动报警并切换备机, 还可实现远程计算机联网、数据采集、遥控等功能, 为调频广播发射机房的智能化管理搭建起可靠的数据平台。
1 工作原理分析
这套调频广播发射机的自动监测和控制系统以工程计算机为核心部件, 它负责对发射机的功率、电压、电流、音频等反馈信息的分析和处理, 实施监控每一套广播节目的音频信号及相应发射机的工作状况, 完成广播发射机的自动监测和自动开关机。
工程计算机发出控制指令 (如发射机的自动或手动开关机的控制等) , 通过执行控制系统输出控制信号控制调频发射机的开、关机。数据采集电路把发射机的功率、电压、电流以及监控系统中的音频工作信号采集取样, 通过AD/DA转换器转换成计算机能够识别的数字信号。计算机通过对信号的分析整理, 自动识别, 辨析发射机的工作状况, 以便及时对故障反映、报警。执行控制系统通过计算机的控制实现发射机的开、关机。
2 硬件设备及其完成的主要功能
(1) 工控计算机系统, 包括打印机、报警装置、手机呼叫设备及与外部计算机连接接口等。它是系统的核心部分, 每一秒钟检测一次发射机状态, 进行数据处理, 发现故障及时报警, 并在无人值守情况下自动开关机, 它还能通过光缆或GPRS业务与远程系统连接。本系统计算机采用台湾ACER工业用计算机。
(2) 数据采集电路, 根据不同的发射机和不同的状态量, 设计出不同的采样电路, 采用分压、耦合、检波、倒相等多种方法, 提取发射机的各状态量, 如:功率、电压、电流、音频等, 并将它们转换成±5V或0-10V模拟量, 经多股电缆分别送到64路A/D转换电路, 最后送达计算机系统进行分析。如:功率采集从发射机功率表取得电压, 通过电阻分压电路分压取得所需信号。
(3) 64路A/D转换电路。它的主要功能就是将数据采集电路采集的模拟量转换成数字信号, 送到计算机系统, 与数据库中的数据进行比较分析, 根据结果判断发射机工作是否正常。
(4) 执行控制系统, 由32位开关量设备组成。它的主要功能是通过计算机的控制实现发射机的定时开关机、主备机切换、本控遥控转换等功能。由于发射机的开关为220伏交流电, 为此本系统采用继电器控制, 以实现计算机和发射机之间交、直流的隔离, 实现了控制功能。
3 系统的分析与设计
根据实际需要, 这套系统主要要实现两大功能。一, 由计算机控制各发射机实现自动开关机。二, 计算机对各发射机的运行状态时时监测及故障报警。
对于功能一, 发射机的自动开关机如何实现呢?现以控制单一发射机为例来说明。首先在硬件上, 调频发射机本身就有一个开机按钮、关机按钮。它的电路原理图如图1。
当K1闭合时, K3主继电器线圈通电, K3触点吸合, 则发射机低压电源得电启动, 发射机开机。那么如何计算机控制呢?实际中计算机控制两个小型继电器, 由这两个小型继电器来控制K3主继电器的线圈。如图2所示。
JK1、JK2是由计算机控制的两个小型继电器的触点, JK1是常开触点, JK2是常闭触点。这样就可实现JK1闭合时, K3主继电器线圈通电开机, JK2动作断开时关机。
在程序设计上, 当程序运行时, 首先设定一个时间t1为发射机1#的开机时间, 当计算机的内部时钟到t1时刻时, 程序产生一个timer1事件, 这个imer1事件就表示发射机1#开机, 则主程序调用开机子程序, 即由计算机发出命令, 使JK1吸合, 线圈得电从而使发射机1#开机。关机原理同开机一样, 常闭触点JK2断开, K3线圈失电从而使发射机1#关机。
对于功能二, 发射机的运行状态监测及故障报警, 这当中首先对发射机各个状态参数进行提取, 然后计算机对这些数据进行处理并判断, 数据异常则发出报警。那么在硬件上如何实现呢?
数据采集电路把发射机的各种状态量, 如:功率、电压、电流等, 采集下来, 并把它们转换成统一标准范围内的模拟量, 然后送至A/D转换电路, 由它把模拟量变成数字信号送给计算机进行处理。调频发射机上选取的模拟信号取样点有:输出功率取样点为输入输出接口板输出功率表的分压电阻点;电压取样点为输入输出接口板电压表上的分压电阻点;电流取样点为输入输出接口板电流表的分压电阻点;音频取样点为输入音频信号切换选择电路输出至音频处理器入口点;反射信号取样点为发射机输入输出接口板反射功率表的分压电阻点。
4 结语
调频广播发射机的自动监测和控制装置自投入以来, 运行情况良好, 有效地保证了4套调频节目的正常播出, 在使用过程中我们针对一些问题进行了不断的改进, 各项功能趋于成熟, 运行的可靠性、安全性和执行动作的准确性, 可靠性都已达到了实际应用的要求。我们相信, 随着调频广播发射机的自动监测和控制的不断改善和工作人员不断地探索和进步, 该系统会为广播节目发射工作提供最有力的保障, 为广电事业的发展作出更大的贡献!
摘要：调频广播发射机的自动监测和控制系统以工程计算机为核心部件, 它负责对发射机的功率、电压、电流、音频等反馈信息的分析和处理, 实施监控每一套广播节目的音频信号及相应发射机的工作状况, 辅以其它元器件构成, 可对多套调频发射机实施自动监测和开关机控制。
关键词：工程计算机,调频广播发射机,自动监测和控制
