廣播電視發(fā)射臺(tái)站多路音視頻報(bào)警器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

□牙政瑞

廣播電視發(fā)射臺(tái)站多路音視頻報(bào)警器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

□牙政瑞

本文主要介紹河池市廣播電視臺(tái)自制的多路音視頻報(bào)警器。本報(bào)警器線路簡(jiǎn)單，器件少，易于制作，成本低。整個(gè)電路主要由五個(gè)部分組成，即電源、信號(hào)檢波輸出、信號(hào)指示電路、555延時(shí)器、高分貝有源蜂鳴器及其驅(qū)動(dòng)電路。

信號(hào)檢波電路；555延時(shí)器；與非門(mén)電路；蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路

安全播出是廣播電視系統(tǒng)技術(shù)維護(hù)的重中之重。技術(shù)人員在工作中經(jīng)常會(huì)遇到信號(hào)中斷的故障，由于這種中斷故障存在突發(fā)性，若沒(méi)有報(bào)警裝置是不容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)的，會(huì)造成停播或劣播事故。為了減輕值班人員的工作強(qiáng)度，減少人為責(zé)任事故，杜絕因人為因素造成的停播、誤播，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的安全優(yōu)質(zhì)播出，音視頻報(bào)警器是必不可少的。

此音視頻報(bào)警器由五個(gè)獨(dú)立的電路即電源、信號(hào)檢波、信號(hào)指示電路、555延時(shí)器、高分貝有源蜂鳴器及其驅(qū)動(dòng)電路組成，邏輯框圖如圖1所示，整機(jī)電路圖如圖2所示。

一、信號(hào)檢波輸出電路

河池市廣播電視臺(tái)發(fā)射臺(tái)總開(kāi)路發(fā)射兩個(gè)頻道，一是河池電視臺(tái)新聞綜合頻道，二是河池人民廣播電臺(tái)。河池電視臺(tái)新聞綜合頻道為三頻道（圖像載頻65.75MHZ），河池人民廣播電臺(tái)為98.7MHZ。由于兩者頻率都比較高，直接選頻檢波難度很大，對(duì)元件的要求也更高，因此必須用其他更加簡(jiǎn)單的方法來(lái)解決。我們可以從信號(hào)的監(jiān)播設(shè)備入手，電視監(jiān)看設(shè)備為電視機(jī)，電臺(tái)監(jiān)聽(tīng)設(shè)備為接收音響，而電視機(jī)有音視頻輸出，接收音響也有音頻輸出，因此可以從接收三頻道的電視機(jī)中取得河池電視臺(tái)新聞綜合頻道的音視頻信號(hào)，從接收音響中取得河池人民廣播電臺(tái)的音頻信號(hào)，如此一來(lái)也就完成了選頻和降頻的工作，因此可以作為報(bào)警器的信號(hào)輸入，最高頻率也只有視頻的頻率，電路的要求就降低了。

河池電視臺(tái)新聞綜合頻道的電視視頻信號(hào)通過(guò)通過(guò)C8輸入到二極管D11、D12、R12和C7上進(jìn)行倍壓整流，檢波管為1N60高頻檢波管，輸入到運(yùn)放LM324的10腳運(yùn)放的同相端，反相端9腳接R13、R14，通過(guò)電源分壓產(chǎn)生0.25伏電壓，目的是去除電路的噪聲干擾，防止比較器的誤判斷。8腳為比較器輸出端，輸出信號(hào)為V1，作為判斷電視視頻有無(wú)的參照，當(dāng)8腳為高電，平時(shí)電視視頻信號(hào)正常，當(dāng)8腳為低電，平時(shí)電視視頻信號(hào)中斷。同理，C4、C3、D7、D9、R8、R9、R10和運(yùn)放LM324的5、6、7腳為河池電視臺(tái)新聞綜合頻道的電視音頻信號(hào)檢波和輸出電路，輸出信號(hào)為A1，由LM324的7腳輸出。C6、C5、D8、D10、R11、R6、R7和運(yùn)放LM324的2、3、1腳為河池廣播電臺(tái)音頻信號(hào)檢波和輸出電路，輸出信號(hào)為A2，由LM324的1腳輸出。檢波后的電視信號(hào)V1、A1通過(guò)雙聯(lián)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)SW1之后進(jìn)入與非門(mén)電路和信號(hào)指示電路；電臺(tái)音頻信號(hào)A2通過(guò)單聯(lián)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)SW2之后，一路直接送到信號(hào)指示電路，另一路音頻進(jìn)入與非門(mén)。SW1和SW2為波動(dòng)開(kāi)關(guān)，正常都放在打開(kāi)狀態(tài)。由于電視、電臺(tái)的停機(jī)時(shí)間不一致，河池人民廣播電臺(tái)停機(jī)時(shí)間在23點(diǎn)40分，而河池電視臺(tái)新聞綜合頻道的停機(jī)時(shí)間在0點(diǎn)30分，因此23點(diǎn)40之后電臺(tái)的發(fā)射機(jī)停機(jī)，接收音響沒(méi)有音頻輸出，A2為低電平，延時(shí)20秒后報(bào)警器就會(huì)一直響個(gè)不停。這時(shí)若把SW2撥到OFF即可關(guān)閉電臺(tái)信號(hào)的監(jiān)控。而報(bào)警器繼續(xù)對(duì)電視信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控，除非SW1撥到OFF位置。每臺(tái)發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)波動(dòng)開(kāi)關(guān)，分別獨(dú)立控制。

二、信號(hào)指示電路

信號(hào)指示電路比較簡(jiǎn)單，由NPN三極管驅(qū)動(dòng)綠色發(fā)光二極管組成，V1、A1分別對(duì)應(yīng)三頻道即河池電視臺(tái)新聞綜合頻道的視頻和音頻，A2對(duì)應(yīng)河池人民廣播電臺(tái)的音頻。當(dāng)電視、電臺(tái)的信號(hào)正常時(shí)，V1、A1和A2都為高電平Q2、Q5、Q6導(dǎo)通，信號(hào)指示LED都亮綠燈；當(dāng)某路信號(hào)中斷時(shí)，對(duì)應(yīng)的三極管就截止，相應(yīng)的LED燈就會(huì)滅。

三、與非門(mén)電路

整個(gè)電路有兩個(gè)與非門(mén)電路，第一個(gè)由D4、D5、D6、R4、R5、Q1組成，用于A1、A2兩路音頻的合并，第二個(gè)由D13、D14、D17、R21、R15、Q4組成，用于V1與從555延時(shí)器3腳出來(lái)的音頻合并。當(dāng)且僅當(dāng)A1、A2都輸出高電平時(shí)，即電視、電臺(tái)的音頻都正常時(shí)，Q1才輸出低電平；當(dāng)且僅當(dāng)V1、555集成塊3腳都輸出高電平時(shí)，即視頻、音頻都正常時(shí)，Q4才輸出低電平。

四、555延時(shí)器

視頻信號(hào)不需要延時(shí)，視頻信號(hào)一中斷就要馬上報(bào)警，延時(shí)器主要是針對(duì)音頻信號(hào)設(shè)計(jì)的，通常設(shè)計(jì)延時(shí)20秒后報(bào)警。555延時(shí)器電路接成單穩(wěn)態(tài)工作模式，電路一接通，由于C2上的電壓為零且不能突變，故555延時(shí)器的2腳、6腳接地，使3腳輸出高電平。

當(dāng)音頻信號(hào)正常時(shí)，A1、A2都為高電平，與非門(mén)Q1飽和導(dǎo)通輸出低電平，D1的負(fù)端為低電平并導(dǎo)通，使555延時(shí)器2腳鉗位在1V左右，小于1/3VCC，3腳輸出一直保持為高電平；當(dāng)音頻信號(hào)有中斷時(shí)，A1、A2至少有一個(gè)為低電平時(shí)，則Q1截止，D1的負(fù)端為高電平，D1截止，VCC通過(guò)RV1向C2充電。當(dāng)C2的電壓沖到2/3VCC時(shí)，555內(nèi)部的比較器翻轉(zhuǎn)，使3腳輸出低電平，其定時(shí)的時(shí)間由可變電阻 RV1和電容 C2決定。定時(shí)長(zhǎng)度為1.1*RV1*C2，調(diào)節(jié)RV1的電阻值，使其定時(shí)長(zhǎng)度為20秒。D3使C2在信號(hào)恢復(fù)后有放電回路。

五、蜂鳴器及其驅(qū)動(dòng)電路組成

蜂鳴器選高分貝有源蜂鳴器BJ-1/12V，由Q3直接驅(qū)動(dòng)，Q3可選中功率的NPN管。

六、電源

整個(gè)電路的電源電路，220伏經(jīng)變壓器輸出15伏交流電，經(jīng)D18、D19、D20、D21橋式整流后變成脈動(dòng)直流電，濾波后過(guò)LM7812穩(wěn)壓集成塊，輸出穩(wěn)定的12伏直流電，為整個(gè)電路提供電源。

七、電路調(diào)試

電路安裝完成后，接入音視頻信號(hào)，加電對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行測(cè)試。第一，測(cè)量運(yùn)放LM324的1、7、8腳是否為高電平，然后斷開(kāi)音視頻信號(hào)，再次測(cè)量1、7、8腳是否為低電平，同時(shí)觀察信號(hào)指示LED是否正常亮滅。第二，測(cè)量與非門(mén)輸出Q1、Q4的集電極，在信號(hào)正常時(shí)是否為低電平，信號(hào)中斷時(shí)是否為高電平。第三，測(cè)量延時(shí)時(shí)間，手機(jī)設(shè)置為秒表狀態(tài)，斷開(kāi)任何一路音頻信號(hào)，同時(shí)秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄NE555的3腳由高電平變成低電平的時(shí)間，調(diào)節(jié)RV1，使其延時(shí)的時(shí)間為20秒即可。

八、結(jié)語(yǔ)

本報(bào)警器電路簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)巧妙，可以進(jìn)一步擴(kuò)展，監(jiān)控更多的發(fā)射機(jī)開(kāi)路信號(hào)，只要在與非門(mén)電路中加入檢波后的信號(hào)高低電平即可，不會(huì)改變整個(gè)電路結(jié)構(gòu)，而其它部分電路不需任何改動(dòng)。到2020年，全國(guó)地面數(shù)字電視廣播覆蓋網(wǎng)基本建成，地面模擬電視信號(hào)停止播出，發(fā)射機(jī)全改成全數(shù)字發(fā)射機(jī)，只要監(jiān)看設(shè)備是電視，能從電視機(jī)中取出音視頻信號(hào)或者從無(wú)線數(shù)字機(jī)頂盒中取出音視頻信號(hào)，此報(bào)警器仍然可以對(duì)全數(shù)字發(fā)射機(jī)進(jìn)行監(jiān)播。

1.楊兆選,丁潤(rùn)濤編著.555定時(shí)器原理及實(shí)用電路集錦[M].天津大學(xué)出版社,1989.

2.王毓銀編著.脈沖與數(shù)字電路[M].高等教育出版社, 1999.

（作者單位：河池市廣播電視臺(tái)）