發(fā)射機遠程監(jiān)控通信故障的一種改進方法

姜法林

（黑龍江人民廣播電臺804臺，黑龍江 牡丹江 157001）

1 安播指揮中心系統(tǒng)簡介

黑龍江人民廣播電臺804臺是省直屬高山臺。2007年6月省臺統(tǒng)一安裝遠程監(jiān)控系統(tǒng)，對臺站的10 kW調(diào)頻廣播發(fā)射機、10 kW電視發(fā)射機等進行統(tǒng)一監(jiān)控，傳送發(fā)射機的6個模擬量技術(shù)參數(shù)。黑龍江省廣播電視局安播指揮中心實施全省監(jiān)控，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)原理框圖

系統(tǒng)建設(shè)初期，在不到2個月的時間內(nèi)，PDM采集器即出現(xiàn)監(jiān)控?zé)o輸出現(xiàn)象，導(dǎo)致遠程通信終斷，遠程監(jiān)控系統(tǒng)無法正常工作。后經(jīng)廠家更換元件維修后，故障排除。但一段時間之后，同樣故障再次發(fā)生，說明存在其他隱患。

經(jīng)過臺里技術(shù)人員反復(fù)研究、試驗，最終找到了引發(fā)故障的根本原因，并采取了對應(yīng)的解決措施。系統(tǒng)修復(fù)后，再沒有出現(xiàn)類似問題。

2 故障排查過程

監(jiān)控系統(tǒng)臺站監(jiān)控部分的原理為：PDM采集器通過模擬量診斷板采集發(fā)射機數(shù)據(jù)，同時與計算機通信，計算機對臺站數(shù)據(jù)處理后發(fā)回省中心。PDM采集器通信部分內(nèi)部原理圖如圖2所示。其中MAX3486為接口驅(qū)動芯片。

故障檢查步驟有：

1）檢查PDM后面板RS-485的插座。2腳、3腳無數(shù)據(jù)量輸出，判斷可能是硬件驅(qū)動器MAX3486芯片故障。

2）檢查PDM內(nèi)MAX3486芯片，3腳、4腳供電電壓3.3 V正常，6腳、7腳數(shù)據(jù)輸出無直流工作電壓，用數(shù)字表測量得到0 V，而正常輸出電壓為0.5～2.5 V。

3）進一步檢查診斷板輸入信號，1腳有信號，確認(rèn)MAX3486芯片損壞。

3 故障機理分析

PDM板RS-485輸出9針插座，2腳為輸出信號正端，3腳為信號輸出負(fù)端，5腳為接地端。

RS-485輸出通信電纜距離大約30 m，因感應(yīng)電荷積聚，對未采用任何保護措施的RS-485通信芯片很容易造成損壞，所以更換芯片不能解決根本問題。

芯片易損的外部原因主要有：

1）夏季高山臺雷雨天氣多，直擊雷、感應(yīng)雷頻繁發(fā)生造成地電位反擊，雷電高壓脈沖殘壓會通過電力線、信號線傳到發(fā)射機通信接口上，在通過RS-485接口2腳、3腳串入到MAX3486驅(qū)動器芯片上。芯片供電電壓為3.3 V，如果電壓超過12.5 V，MAX3486芯片會因過電壓沖擊遭受損壞。

2）發(fā)射機在工作狀態(tài)，檢修維護工作人員在熱插拔通信接口時，因沖擊也會造成驅(qū)動器芯片損壞。

3）進入秋季天氣干燥，人體與其他纖維摩擦，產(chǎn)生靜電，帶電粒子通過人身體接觸摸到RS-485通信接口上，也會造成驅(qū)動器芯片損壞。

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，804臺、佳木斯市臺、雞西雞冠山無線轉(zhuǎn)播臺、密山無線發(fā)射臺、伊春廣播電視轉(zhuǎn)播臺、東寧通溝嶺廣播電視轉(zhuǎn)播臺等單位2007年至2010年都出現(xiàn)過調(diào)頻電視發(fā)射機硬件驅(qū)動器損壞現(xiàn)象，造成遠程監(jiān)控終斷，無法傳輸。

如果生產(chǎn)廠家對驅(qū)動器芯片輸出電路沒加過電壓保護措施，則驅(qū)動器芯片很容易損壞，而從本系統(tǒng)圖可看出，芯片外圍缺乏必要的保護電路。

通過以上對MAX3486芯片損壞現(xiàn)象分析，改進方法首先應(yīng)做好發(fā)射機和監(jiān)控系統(tǒng)保護接地，實現(xiàn)等電位接地和機房鋪設(shè)均壓環(huán)，發(fā)射機、監(jiān)控系統(tǒng)共用一個地，不要與發(fā)射塔共用一個地，防止過電壓沖擊造成電子元件損壞，接地電阻應(yīng)小于1 Ω。

4 故障處理

經(jīng)過技術(shù)研討和論證，對MAX3486芯片存在過電壓保護缺欠進行了技術(shù)改進，采用5 V瞬保和外加自恢復(fù)保險絲的方法來解決因過電壓造成的MAX3486芯片損壞故障。采用上述處理后，通信接口再未出現(xiàn)損壞，3年來一直工作正常。

具體改進方法如圖3所示。

1）DB9接口2腳為通信正端，3腳為通信負(fù)端，5腳為地GND。用100 mA保險絲串接在2腳和3腳的連線上。

2）用5 V瞬保的一端接在地上，另一端接在保險絲的一頭，2腳和3腳同樣處理。

3）安裝完畢后，把通信連線接好。

4）增加上述電路的作用是，通過通信線路的電流超過100 mA時自動斷開，并能在電流釋放后自動恢復(fù)。

自恢復(fù)保險絲是由高科技聚合樹脂及納米導(dǎo)電晶體經(jīng)特殊工藝加工制成，正常情況下，納米導(dǎo)電晶體隨樹脂基鏈接形成鏈狀導(dǎo)電通路，保險絲正常工作；當(dāng)電路發(fā)生短路或者過載時，流經(jīng)保險絲的大電流使其集溫升高，當(dāng)達到居里溫度時，其態(tài)密度迅速減小，相變增大，內(nèi)部的導(dǎo)電鏈路呈雪崩態(tài)變或斷裂，保險絲呈階躍式遷到高阻態(tài)，電流被迅速夾斷，從而對電路進行快速，準(zhǔn)確地限制和保護。5 V瞬保的作用是把超過5 V的電壓引到GND地線上釋放，通過上述技術(shù)改造對發(fā)射機內(nèi)部通信芯片起到良好的保護作用。

與常規(guī)的光電隔離措施相比，上述處理的優(yōu)點是：抗干擾能力強，對外界環(huán)境要求低，與芯片基本無關(guān)，通用性強。

5 總結(jié)

本文論述的調(diào)頻發(fā)射機驅(qū)動器損壞造成遠程監(jiān)控中斷傳輸技術(shù)的改進方法，在調(diào)頻發(fā)射機、電視發(fā)射機技術(shù)的改進中同樣適用。全國基層臺站上千座，因地理環(huán)境不同，每年都存在著因過電壓引起的全固態(tài)廣播電視發(fā)射機電子元器件損壞現(xiàn)象，為了達到廣電總局規(guī)定的滿功率、滿時間、滿調(diào)制技術(shù)要求，可以借鑒本文的改進方法，減少停播事故現(xiàn)象發(fā)生，保證廣播電視安全優(yōu)質(zhì)播出。