努爾買買提·尼亞孜
(作者單位:新疆廣電局8106臺)
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廣播發(fā)射設(shè)備微機控制系統(tǒng)中常采用的硬件抗干擾技術(shù)
努爾買買提·尼亞孜
(作者單位:新疆廣電局8106臺)
摘 要:廣播發(fā)射設(shè)備計算機控制系統(tǒng),能否正常穩(wěn)定運行取決于抗干擾的實施情況,而廣播發(fā)射設(shè)備在發(fā)射過程中自身就會產(chǎn)生較大的電磁波干擾信號,因此必須多方面考慮,全方位做好系統(tǒng)的抗干擾。
關(guān)鍵詞:電磁波干擾;平衡信號傳輸;廣電隔離模式;硬件濾波
廣播發(fā)射機計算機控制系統(tǒng),長時間處于較強的電磁波干擾環(huán)境中,系統(tǒng)在運行過程中會出現(xiàn)一些意外情況 。。在設(shè)計系統(tǒng)時,在全面地考慮系統(tǒng)硬件抗干擾措施的同時,必須細(xì)致地考慮系統(tǒng)的軟件抗干擾措施,這樣才能保證系統(tǒng)在復(fù)雜電磁波環(huán)境中的正常運行。
抗干擾措施主要是硬件抗干擾措施。指在硬件設(shè)計過程中,系統(tǒng)不受外來信號干擾所采取的措施,如“看門狗”電路,不同信號地之間的廣電隔離式信號傳遞技術(shù)、模擬“地”和數(shù)字“地”的分開處理技術(shù),干擾信號的硬件濾波技術(shù)、平衡信號傳遞技術(shù),控制機執(zhí)行電路的物理隔離技術(shù)等。
該技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi),廣播發(fā)射設(shè)備的微機控制系統(tǒng)也不例外。圖1是系統(tǒng)原理的簡易方框圖。
圖1 “看門狗”電路的系統(tǒng)原理
“看門狗”電路說白了就是一個定時器電路,一般有一個信號輸入端(用于“喂狗”信號的輸入)和一個信號輸出(用于復(fù)位信號的輸出)
系統(tǒng)在正常工作時,在一定的時間間隔之內(nèi)向“看門狗”電路輸出一個喂狗信號,“看門狗”電路“吃飽”后,不輸出系統(tǒng)復(fù)位信號;如果出現(xiàn)系統(tǒng)死機等現(xiàn)象,系統(tǒng)停止向“看門狗”電路輸出“喂狗”信號時,由于看門狗電路得不到“喂食”,向系統(tǒng)輸出一個復(fù)位信號,使系統(tǒng)復(fù)位,恢復(fù)其正常工作。
由于系統(tǒng)設(shè)計要求,在系統(tǒng)中經(jīng)常遇到不同的電源地之間的信號傳輸,為了避免不同信號地之間信號傳輸造成的干擾及元器件損壞,必須用光電隔離器,對不同地之間的信號進行物理隔離。
圖2是一個數(shù)控?zé)o觸點音頻開關(guān),單片機輸出的高電平時3、5 V,它經(jīng)過1 K電阻點亮光電耦合器的發(fā)光二極管,使光電耦合器的光敏三極管飽和導(dǎo)通(電壓降為0.3 V)左右;此時,模擬切換開關(guān)4066CTRL端得到的電壓接近于-8.7 V,斷開音頻輸出,單片機輸出低電平時0 V是,光電耦合器的發(fā)光二極管截止,停止發(fā)光,使光電耦合器的光敏三極管截止斷開(電壓降為9 V);此時,模擬切換開關(guān)4066CTRL端得到的電壓接近于9 V,接通音頻輸出(音頻幅度±9V之間),這樣我們達到了不同地之間傳遞信號的目的,又解決了觸點式開關(guān)造成的干擾和數(shù)字“地”和模擬地分開的問題,還防止了不同“地”之間串?dāng)_難題。
3.1 數(shù)字信號的平衡傳輸。
在發(fā)射機分布式控制系統(tǒng)中,采集模塊和工控機之間經(jīng)常采用串行通訊方式進行通訊,因采集模塊和工控機之間的距離較遠(yuǎn),為了通訊不受電磁環(huán)境干擾,采集模塊和工控機之間采用平衡傳輸模式,也就是RS-485傳輸模式,因為此種傳輸模式中,采用每一路信號對“地”平衡方式(一正、一負(fù))3根線傳輸,在傳輸過程中受到的干擾相互抵消,接收端不產(chǎn)生干擾。
圖2 光電模式在不同新號地之間的信號傳輸
3.2 模擬信號的平衡傳輸
在實際控制過程中,音頻信號源和發(fā)射機的距離比較遠(yuǎn),音頻信號非平衡方式傳輸?shù)脑?,在傳輸?shù)倪^程中受到電磁波環(huán)境的影響,產(chǎn)生很大的干擾,影響播出質(zhì)量。因此,模擬信號也在傳輸過程中采用每一路信號對“地”平衡方式(一正、一負(fù))3根線傳輸,在傳輸過程中受到的干擾相互抵消,接收端不產(chǎn)生干擾。
在計算機控制系統(tǒng)中,對頻譜特性固定的電磁波干擾,均采用特定頻率硬件濾波的方式。這樣做的優(yōu)點是電路簡單、效率高,對干擾信號進行徹底的消除。
廣播發(fā)射設(shè)備計算機控制系統(tǒng)的能否正常穩(wěn)定運行取決于抗干擾措施的質(zhì)量,因此必須多方面考慮,全方位做好系統(tǒng)的抗干擾措施。