中波發(fā)射機天線切換到位指示的研究與實現(xiàn)

盧濟敏

【摘要】：廣播發(fā)射臺的自動化技術(shù)已發(fā)展多年，自動開關(guān)機、切換主備機播出、切換天線位置早已實現(xiàn)，但是再精準的系統(tǒng)也有失誤的可能。為防止發(fā)射天線不到位而造成的停播，本文將以筆者所在發(fā)射臺對中波發(fā)射機的天線切換裝置所做的改造為研究內(nèi)容，對應(yīng)用效果作一番探討。

【關(guān)鍵詞】：自動化；停播；天線切換裝置

引言

福建省南平802發(fā)射臺是福建省建設(shè)的早期發(fā)射臺之一，除轉(zhuǎn)播中央人民廣播電臺第一套、第二套和福建廣播電臺第一套節(jié)目外，還承擔著中波實驗任務(wù)，對安全零秒播出有著極其嚴格的要求。按照中波廣播發(fā)射臺站建設(shè)標準的要求，每個廣播發(fā)射臺承擔著不同發(fā)射頻率的實驗和覆蓋任務(wù)，每個頻率按主、備發(fā)射機配置。發(fā)射機在設(shè)定的時間內(nèi)正常開機播出，關(guān)機時間段內(nèi)按時關(guān)機，以達到延長發(fā)射機壽命的目的；在播出時間段內(nèi)，如果播出功率出現(xiàn)無功率或功率在設(shè)定的時間門限值內(nèi)持續(xù)低功率，那么就要轉(zhuǎn)天線切換到備機播出，這些動作從前都由值班人員手動操作，不僅效率低，還增加了值班人員的工作勞動強度，提高了人為的誤差率。目前，我臺已安裝了發(fā)射機自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了發(fā)射機參數(shù)采集、遠程遙控、自動開關(guān)機、故障報警、停播時自動倒備等功能，在主用發(fā)射機發(fā)生異態(tài)的情況下，通過天線切換裝置倒換到備用發(fā)射機上，在使用一套天饋線系統(tǒng)的情況下實現(xiàn)不間斷播出，大大降低了值機員的工作強度。然而，天線的切換到位與否體現(xiàn)不夠直觀，需值機員巡至發(fā)射機頂端觀察，十分不便，埋下了安全播出隱患，亟待技術(shù)解決。

1 機房設(shè)備概述

我臺機房現(xiàn)有6主6備共12部廣播發(fā)射機，主要是3KW全固態(tài)中波廣播發(fā)射機，采用脈沖寬度調(diào)制，高頻末級用 4 只功率放大器，經(jīng)功率合成后輸出。當一只功率放大器發(fā)生故障時，發(fā)射機輸出功率減小，但不造成停播。高頻振蕩器、中間放大器、調(diào)制推動器和低壓電源均有主用、備用兩套，當主用故障時能自動交換到備用。因此對降低停播率是十分有利的。

2.1 自動控制系統(tǒng)

在廣播發(fā)射自動系統(tǒng)中，天線能否自動正確的切換是至關(guān)重要的，這不僅可以大大幅度的降低了廣播的誤播率，還減輕了值班人員的工作強度。要實現(xiàn)自動倒機，需要設(shè)定好倒換閥門控制電路，并且此電路要和控制系統(tǒng)能夠相互聯(lián)系。為了保證系統(tǒng)的可靠性，我們還需要設(shè)置一個手動切換的開關(guān)和自動控制系統(tǒng)是脫離的。為防止誤操作，切換手動控制系統(tǒng)需將交換開關(guān)撥至手動位置，此時手動倒天線命令才能被執(zhí)行。

TS-03C3KW全固態(tài)PDM中波廣播發(fā)射機的自帶控制盒內(nèi)是沒有設(shè)置開關(guān)機控制的，我們需要對此進行改造，所有的電路圖如下所示：

圖1 改動前控制原理圖

改動后的控制原理如圖3所示，由控制 K1繼電器的吸合來控制發(fā)射機的開關(guān)機：

圖2 改動后控制原理圖

2.3 系統(tǒng)控制功能

發(fā)射機采集器接受系統(tǒng)的控制指令，解析識別后，把相應(yīng)的指令通過開關(guān)量輸出傳送給發(fā)射機的控制單元，控制單元依據(jù)系統(tǒng)下達的指令進行相應(yīng)的動作輸出。

為保障整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，發(fā)射機采集控制采用“分布式”的控制結(jié)構(gòu)，即每一部發(fā)射機對應(yīng)一個采集控制器，采集控制器可以脫離計算機系統(tǒng)獨立工作，并且整個發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)不對發(fā)射機的正常工作產(chǎn)生任何干擾。采集控制器之間無任何依賴關(guān)系，某一個采集控制器出現(xiàn)故障，不影響整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。采集控制器具備232、485、422串口和RJ45接口，可以直接融入整個發(fā)射臺工業(yè)以太網(wǎng)平臺。

采集控制器是監(jiān)控系統(tǒng)與發(fā)射機之間的橋梁，它負責采集發(fā)射機的相關(guān)工作參數(shù)，同時可以接受遠程控制指令對發(fā)射機進行遙控操作。它內(nèi)涵時鐘系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)的時間參數(shù)對發(fā)射機進行自動開關(guān)機操作。通過接收系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的校時廣播命令包完成時間的統(tǒng)一校準。

3 發(fā)射機采集器功能概述

① 實時監(jiān)測：系統(tǒng)能實時監(jiān)測所有發(fā)射機的全面運行，可實時巡檢、顯示，打印發(fā)射機的所有主要異常和量值超門限時，能自動啟動聲音報警系統(tǒng)并在界面上以警告色顯示故障發(fā)射機，以及故障部位，便于值班人員迅速判斷和及時排除故障。

② 智能控制：系統(tǒng)能在遙控狀態(tài)下自動對發(fā)射機進行監(jiān)測和控制。如定時開關(guān)機、在故障時自動進行應(yīng)急處理、升降功率等。當發(fā)射機是主備發(fā)射機時，判定主機功率低于設(shè)定的門限值，并且延時時間條件滿足時，關(guān)掉出故障的主機，將同軸天線開關(guān)（即天線倒換裝置）切換到備用發(fā)射機，當天線到位后將備機開起來，使播出不會中斷。主機修好之后，人工給采集器一個恢復(fù)信號，則采集器把備機關(guān)掉，把天線轉(zhuǎn)回到主機，天線到位以后，將主發(fā)射機開起來。

4 發(fā)射機天線切換的控制原理

發(fā)射機采集控制器采集數(shù)據(jù)，確定天線目前所在位置，同時接收來自上位機的開關(guān)機、倒天線等命令，若相應(yīng)發(fā)射機發(fā)生異態(tài)無法工作則上位機發(fā)出切換指令切換天線位置。比如當前是開 A 發(fā)射機命令，首先開啟 A 發(fā)射機低壓電源，然后判斷天線是否在 A 機，在則直接開 A機，如不在，則執(zhí)行倒天線命令使天線轉(zhuǎn)到 A 機，然后再開 A 機；同樣如果開 B發(fā)射機，先發(fā)送一條開 B 機低壓指令，開啟 B 發(fā)射機低壓電源，然后判斷天線是否在 B 機，在則開 B 機，如不在位，則執(zhí)行倒天線命令使天線轉(zhuǎn)到 B 機，然后開 B 機；如果是關(guān) A 機命令，直接執(zhí)行關(guān) A 機，如果是關(guān) B 機命令，則直接執(zhí)行關(guān)閉 B 機。上位機可根據(jù)預(yù)設(shè)的工作時間切換天線，也可根據(jù)需要，隨時按任務(wù)要求變更天線交換方案；同時可監(jiān)測發(fā)射機的高壓狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)和天線的使用情況。天線切換裝置具有良好的聯(lián)鎖保護功能，確保發(fā)射機有高壓通過開關(guān)時不能交換，兩路切換電路并聯(lián)隔離輸出繼電器中控制。

5 發(fā)射機天線到位指示的技術(shù)實現(xiàn)

發(fā)射機天線切換裝置內(nèi)含繼電器1-9共9個觸點，其中4——8、5——9為開關(guān)量輸出，分別對應(yīng)開啟A機和開啟B機。將天線切換裝置中的觸點4、5短接接地，觸點8、9分別接電阻、發(fā)光二極管及電源電壓串聯(lián)而成的電路后接入A、B兩架發(fā)射機與地形成回路。經(jīng)測量，上廣機TS03C型及TS03型發(fā)射機控制器的1XS1-17腳均有+12V電壓，我們分別利用其作為指示燈電路的正極，再經(jīng)過阻值為1K的電阻降電壓2V，接發(fā)光二極管后使其正常發(fā)亮顯示；電路的負極我們將其分別接在TS03C型的1XS2-19腳及TS03型的1XS2-18腳，之后再接地形成回路。當天線開關(guān)定位在A機上，觸點4、8吸合，觸點5、9斷開，此時A機上的發(fā)光二極管亮起，A機開啟，指示A機處于天線播出狀態(tài)；當天線開關(guān)轉(zhuǎn)到B機上，觸點5、9吸合，觸點4、8斷開，此時B機上的發(fā)光二極管亮起，B機開啟，指示B機處于天線播出狀態(tài)。如圖3所示。

圖3 示意圖

6 應(yīng)用效果

應(yīng)用效果如圖4所示。

圖4 應(yīng)用效果

7 結(jié)語

經(jīng)過對發(fā)射機天線開關(guān)的改造，用發(fā)光二級管做指示燈，避免了天線開關(guān)轉(zhuǎn)到假負載卻不知的情況，有效防止了播出時天線不到位而造成的停播，保證了安全播出，為實現(xiàn)零秒停播率的目標提供了可靠的技術(shù)保證。發(fā)射機在天線播出狀態(tài)的體現(xiàn)明確化，一目了然，大大減輕了值機人員的工作負荷。

參考文獻：

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