TBH522型150kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的自動(dòng)化改造探討

國家新聞出版廣電總局無線局916臺(tái) 呂 雄

為了將發(fā)電機(jī)的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，主要針對電源的保護(hù)與控制系統(tǒng)進(jìn)行了方案的制造?？刂茊卧挥陔娫纯刂频闹鞑课?，控制和電源的邏輯性閉合關(guān)系，決定著電源系統(tǒng)的權(quán)限問題；保護(hù)單元對各種各樣的邏輯性信息進(jìn)行保護(hù)，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題和錯(cuò)誤積極性及時(shí)的反映和記錄。本文主要對TBH522型150kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的自動(dòng)化改造探討。

1 自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的自動(dòng)化改造過程

對自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的改造是進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)改造的關(guān)鍵，由于以前的自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)主要是由很多的散分元件進(jìn)行構(gòu)成的，主要運(yùn)用了很多的集成小電路進(jìn)行構(gòu)成，電路的構(gòu)成十分的復(fù)雜，出現(xiàn)故障的情況十分的頻繁。另一方面，之前的系統(tǒng)不具備通信功能，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的自動(dòng)化操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)行實(shí)際操作的過程中存在著很多的問題和弊端，例如，在進(jìn)行每一次的倒頻時(shí)，必須保障具有專業(yè)的人員進(jìn)行操作，對操作人員的要求比較高，使工作不能順利的進(jìn)展下去；在進(jìn)行實(shí)際的操作過程中，會(huì)時(shí)不時(shí)的引發(fā)很多的問題出現(xiàn)，在操作方面很不穩(wěn)定，在進(jìn)行值班的過程中，稍微的不留意或者大意就會(huì)出現(xiàn)很大的失誤，這樣一旦出現(xiàn)故障就會(huì)給電臺(tái)帶來很多不必要的損失。

為了完善自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面的遠(yuǎn)程監(jiān)控，在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)諧改造的時(shí)候應(yīng)該使用基于EDA的FPGAXS30/PQ240進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的改造，使發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的所有功能得到全面的實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行改造的過程中，對自動(dòng)化軟件進(jìn)行詳細(xì)的編程，主要根據(jù)不同戶的需求利用各種的編程方式使用戶得到滿足。在軟件編程的進(jìn)展過程中，由于FPGA自身具備的特點(diǎn)，在利用軟件編程時(shí)，可以取代硬件的邏輯性功能，讓外部的電路變得簡單，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性不斷增強(qiáng)。

與之前的自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)相比較，現(xiàn)在的自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1)使原先的比較分立的邏輯控制軟件編程比較方便的進(jìn)行完成，讓線路變得比較的簡單，在運(yùn)營維護(hù)的過程中，比較的方便穩(wěn)定。

2)在保留了原有傳動(dòng)構(gòu)件的基礎(chǔ)上對主要的控制小盒進(jìn)行了改造，使改造的工期和成本都得到了縮短。

3)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊功能，可以方便的進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制

4)在之前的控制模式基礎(chǔ)上進(jìn)行了調(diào)諧控制和遠(yuǎn)程控制模式。

2 新型的調(diào)諧系統(tǒng)自動(dòng)化

在新型的調(diào)諧系統(tǒng)的組成中。主要由調(diào)諧主板、模擬采集板、調(diào)諧控制板等幾部分組成各自的主要功能如下。

2.1 調(diào)諧主板

調(diào)諧主板主要由進(jìn)行工作的幾個(gè)重要的區(qū)域組成。

1)中央處理區(qū)：此區(qū)域是自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的核心區(qū)域，主要由FPGA進(jìn)行所有的邏輯運(yùn)算過程。

2)綜合區(qū)：此區(qū)域主將FPGA進(jìn)行輸出的信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)后，送到相對應(yīng)的區(qū)域，進(jìn)一步完成粗細(xì)調(diào)控的控制；在模擬的采集片上，主要選用控制的模擬采集板，在各個(gè)路上選擇模擬高的8位，各自分配的進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入與輸出的控制，并將其送到相應(yīng)的位置，用作面板顯示和指示燈的作用。

3)采集模擬區(qū)域：它主要作業(yè)與采集模擬板的發(fā)射數(shù)據(jù)和采集模擬板發(fā)射機(jī)的收據(jù)接受信號(hào)數(shù)據(jù)，一共是24位，由74HC373接口進(jìn)行處理，主要將采集模擬的數(shù)據(jù)段端口的24位送達(dá)FPGA 進(jìn)行處理。

4)開關(guān)輸出入?yún)^(qū)：主要有幾個(gè)不同的部位開輸出區(qū)進(jìn)行組成，輸入?yún)^(qū)可以劃分為這幾個(gè)作用：第一，將發(fā)射機(jī)輸入的不同的廣電，利用專門的耦合器隔離后，輸入到FPGA進(jìn)行邏輯的運(yùn)算，共22路。第二，將操作面板進(jìn)行耦合器隔離后輸入到FPGA進(jìn)行邏輯運(yùn)算。第三,其他的區(qū)域主要用作擴(kuò)展輸入信號(hào)。輸出區(qū)的作用主要為：一方面，將FPGA進(jìn)行邏輯運(yùn)算，主要用作外圍電路的控制，總共30路。另一方面，可以將FPGA通過隔離之后，控制繼電數(shù)模，通過吸合來進(jìn)行邏輯狀態(tài)的控制，控制繼電器。

2.2 調(diào)諧控制板

在調(diào)諧控制板的作用中，主要用作各種信號(hào)的處理，實(shí)現(xiàn)單元粗細(xì)的控制，進(jìn)而調(diào)諧控制結(jié)構(gòu)布局。調(diào)諧控制板主要由進(jìn)行調(diào)控的幾個(gè)重要的區(qū)域組成。

1)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)化區(qū)：主要由AD559和74HC374組成，電壓的范圍主要分為0-2.5與0-10v，本板采用第二種，AD559將調(diào)諧板發(fā)來的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行總線控制后進(jìn)行輸入模擬量。

2)繼電保護(hù)區(qū)域：該區(qū)域的主要作用是在FPGA發(fā)出低電平信號(hào)時(shí)，進(jìn)行控制電器的結(jié)合，讓繼電器進(jìn)行相應(yīng)部件的合與斷。

3)伺服進(jìn)行調(diào)諧放大區(qū)：該區(qū)域?qū)敵龅哪M信號(hào)進(jìn)行各自的分配放大，輸出到伺服調(diào)諧放大器，進(jìn)行伺服調(diào)諧放大器的調(diào)諧，在手動(dòng)的狀態(tài)下，一切的粗細(xì)控制都由此進(jìn)行發(fā)出，不包含手動(dòng)狀態(tài)，所有的粗信號(hào)由此發(fā)出，細(xì)信號(hào)不進(jìn)行產(chǎn)生。不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)光編碼器時(shí)，伺服監(jiān)測信號(hào)和該區(qū)域相應(yīng)位置發(fā)出的信號(hào)必須一致，如果不一致，可以通過此區(qū)域的可調(diào)電位器進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)、使得輸入與輸出相同。

2.3 模擬采樣板

模擬采集板的主要功能是對伺服位置進(jìn)行采集與發(fā)射。將景觀采集的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集區(qū)處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的調(diào)諧功能。

模擬采集板之使用了采集功能，很多板上的功能均沒有進(jìn)行使用。在使用的過程中，上述的模板可以互相實(shí)現(xiàn)交換。模擬采集區(qū)中的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過處理，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)諧，模板采集區(qū)的數(shù)字信號(hào)送處理后，可以看作發(fā)射機(jī)的判斷表值。

3 新自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的控制方式

3.1 本地控制方式

自行控制、手動(dòng)控制、預(yù)置模式和半自動(dòng)控制是主要的本地控制方式。

1)手動(dòng)控制模式：手動(dòng)控制模式主要利用操作按鈕實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)作，由操作者統(tǒng)一進(jìn)行決定。

2)半自動(dòng)控制模式：半自動(dòng)主要利用手動(dòng)與機(jī)器的配合控制各個(gè)狀態(tài)，使調(diào)諧信息自動(dòng)的進(jìn)行生成，系統(tǒng)依根據(jù)信道號(hào)或分頻段的方式從EPROM中獲取粗調(diào)數(shù)據(jù)和細(xì)調(diào)數(shù)據(jù)。

3)預(yù)置模式：信道預(yù)置由信道號(hào)控制上的按鈕進(jìn)行決定，在按下控制細(xì)按鈕時(shí)，信道號(hào)可以進(jìn)行選擇，在粗調(diào)按鈕時(shí)，選擇的信道號(hào)才可以生效。

3.2 遠(yuǎn)程控制方式

遠(yuǎn)程控制是抓喲采用的是全自動(dòng)狀態(tài)，在面板操作的所有按鈕都能進(jìn)行切換，當(dāng)控制單元處于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)調(diào)諧單元才能處于程控狀態(tài)，控制單元主要依據(jù)運(yùn)行圖和人機(jī)接口單元向自動(dòng)調(diào)諧單元發(fā)出信道號(hào)和響應(yīng)調(diào)諧的信息，向遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)發(fā)出確定的指令，指定到某一頻率時(shí)，上位機(jī)在接到該指令后，再將該此信息下傳到對應(yīng)的單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過信息的處理，將控制信息給芯片，F(xiàn)PGA發(fā)出調(diào)諧相關(guān)的控制信息，從頻率數(shù)據(jù)庫內(nèi)尋找出與之對應(yīng)的調(diào)諧器件的位置信息，通過轉(zhuǎn)換后送給伺服放大器 進(jìn)行控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使調(diào)諧器件找到與輸入頻率符合的調(diào)諧點(diǎn)，自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)換頻功能。

4 結(jié)束語

本文主要通過對TBH522型150kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的自動(dòng)化改造的探討，針對原理進(jìn)行了分析，主要對自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的改造過程、新型的調(diào)諧系統(tǒng)自動(dòng)化、新自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)的控制方式等做了詳細(xì)的闡述和說明，希望篇文章可以為電臺(tái)發(fā)射機(jī)的安全穩(wěn)定做出重要的貢獻(xiàn)。

[1]徐志軍.FPGA的開發(fā)與應(yīng)用[D].北京電子工業(yè)出版社,2012,1.

[2]劉廣輝.中短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的探討研究[J].電子制作,2014(4).

[3]王保平.淺議如何預(yù)防與解決中短波發(fā)射機(jī)之間電磁干擾問題[C].2009中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)影視技術(shù)文集,2010,3.

[4]張瑩.PSM100KW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京郵電大學(xué),2012,3.