調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)播出系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制研究

馬珍

【摘要】社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下提高對(duì)廣播電視的要求，無(wú)疑給我國(guó)廣播事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。因此，在此背景下很有必要重點(diǎn)對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)播出系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī);播出系統(tǒng);自動(dòng)檢測(cè);控制

中圖分類號(hào)：TN929 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.23.028

技術(shù)發(fā)展背景下加大力度監(jiān)測(cè)和控制調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的播出系統(tǒng)意義深遠(yuǎn)，有利于調(diào)頻廣播事業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步。為此，接下來(lái)本文就調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)播出系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析，以期為相關(guān)工作人員提供參考。

1. 調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)相關(guān)概述

1.1 定義

調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)設(shè)備主要將信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檎Z(yǔ)言，具體是讓高頻載波和音頻信號(hào)向調(diào)頻波轉(zhuǎn)變，在音頻信號(hào)波動(dòng)發(fā)生變化的基礎(chǔ)上音頻載波頻率同樣發(fā)生較大變化，且所有音頻信號(hào)不斷放大，在全方位的阻礙配對(duì)中音頻信號(hào)被傳送至天線。通常情況下，我國(guó)商業(yè)調(diào)頻廣播信號(hào)的頻率大約被設(shè)定在88～108MHz，而校園廣播則更低，大約為76～87MHz。無(wú)論是小規(guī)模還是大規(guī)模的調(diào)頻廣播電視臺(tái)，組成結(jié)構(gòu)基本上都有信號(hào)傳輸設(shè)備、天線、音頻播放設(shè)備、調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)等等。要想提高覆蓋范圍，必須確保選擇的發(fā)射機(jī)具有較大的調(diào)頻功率，又或者在更高的地方架設(shè)外部天饋線。若為小范圍的發(fā)射機(jī)，則將天線架設(shè)到合適的高度即可。

1.2 類型

按照不同的使用場(chǎng)景，可將調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)分為多種類型，具體來(lái)說(shuō)可分為非專業(yè)級(jí)和專業(yè)級(jí)兩大類。若為專業(yè)級(jí)別的調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)，則表明其為專業(yè)廣播電臺(tái)所用，因此其無(wú)論對(duì)發(fā)射機(jī)音質(zhì)信號(hào)的傳輸還是穩(wěn)定性都提出更高的要求。而非專業(yè)級(jí)別的調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)則主要用于一般場(chǎng)合。此外，若從廣播的方法進(jìn)行分類，則可以分為單聲道出廣播和立體聲廣播兩類。從更專業(yè)的角度劃分，則可分為數(shù)字調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)和模擬調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)兩類?？茖W(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，數(shù)字調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)和專業(yè)級(jí)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)逐步成為時(shí)代的主流，在此影響下無(wú)論是音頻還是射頻比較常用的方法就是數(shù)字化管理，如此一來(lái)在軟件的輔助下可以自動(dòng)地監(jiān)測(cè)和控制調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)。而從分析傳播模擬調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的角度來(lái)說(shuō)，主要通過(guò)模擬完成立體聲編以及放大音頻信號(hào)。

2. 調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制的優(yōu)勢(shì)

2.1 促進(jìn)發(fā)射信號(hào)更穩(wěn)定

自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)從某種程度來(lái)說(shuō)對(duì)廣播電視臺(tái)發(fā)射穩(wěn)定性的提高起到促進(jìn)作用。從調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)發(fā)射的節(jié)目信號(hào)分析，其覆蓋范圍是特定的，受到自動(dòng)控制系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)的影響，在調(diào)解后可以被更多的收聽(tīng)終端接受到更為穩(wěn)定的信號(hào)，使受眾多元化的需求得到滿足，如此一來(lái)就算身處同一區(qū)域也不會(huì)存在搶奪信號(hào)的問(wèn)題。

2.2 提升發(fā)射機(jī)抗干擾水平

和傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)對(duì)比，自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)可讓大部分電子信號(hào)的干擾被抵御。調(diào)頻廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)的播出系統(tǒng)播出節(jié)目信號(hào)時(shí)在多種因素影響下可能出現(xiàn)信號(hào)波動(dòng)，這時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)可預(yù)警相類似的情況，若信號(hào)傳輸過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在無(wú)關(guān)信號(hào)干擾，則可以合理利用控制系統(tǒng)清除此類信號(hào)。除此之外，若信號(hào)傳輸時(shí)播出系統(tǒng)受到電磁波影響發(fā)出較大的噪音，但和噪音信號(hào)相比，調(diào)配廣播發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)更強(qiáng)，因此必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，在此之后對(duì)過(guò)濾自動(dòng)控制系統(tǒng)及時(shí)過(guò)濾，確保不會(huì)過(guò)多地影響受眾接受到的聲音。

3. 調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)分析

計(jì)算機(jī)是該系統(tǒng)的核心內(nèi)容，必須科學(xué)合理地配備其他重要元器件，從而自動(dòng)地監(jiān)測(cè)與控制調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)，最大程度降低人工投入，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)的目標(biāo)。

3.1 工作原理

調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)這一系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)屬于核心內(nèi)容，主要功能在于分析與處理運(yùn)行數(shù)據(jù)，具體來(lái)說(shuō)包含的內(nèi)容有電流、運(yùn)行功率、音頻等，因此必須實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)電臺(tái)發(fā)射機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和音頻信號(hào)，在此基礎(chǔ)上不僅可以自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)，而且可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)。工作人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)端發(fā)射控制指令，比如發(fā)出的控制信號(hào)為手動(dòng)或走動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，執(zhí)行控制系統(tǒng)接收到相應(yīng)的信號(hào)后便會(huì)控制調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的開(kāi)關(guān)。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備還會(huì)采樣收集發(fā)射機(jī)電壓、電流、功率和音頻工作信號(hào)，并在AD/DA轉(zhuǎn)換器的作用下讓模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變，為計(jì)算機(jī)識(shí)別分析奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上自動(dòng)識(shí)別和分析計(jì)算機(jī)信號(hào)，便于對(duì)發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)是否正常進(jìn)行及時(shí)辨別，從而記錄故障數(shù)據(jù)并做出故障報(bào)警等，此時(shí)執(zhí)行系統(tǒng)主要作用在于操作發(fā)射機(jī)的關(guān)機(jī)和開(kāi)機(jī)。

3.2 硬件設(shè)備與功能

3.2.1 工控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

工控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含較多的內(nèi)容，如報(bào)警裝置、打印機(jī)、計(jì)算機(jī)連接接口、手機(jī)設(shè)備等等，該系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)中占據(jù)核心地位，主要因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)該系統(tǒng)對(duì)發(fā)射機(jī)狀態(tài)功能進(jìn)行無(wú)間斷地監(jiān)測(cè)，在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)和故障表現(xiàn)，在此之后通過(guò)無(wú)人值班的方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)，在光纖的作用下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的目標(biāo)。

3.2.2 數(shù)據(jù)采集電路

以當(dāng)前階段調(diào)配廣播發(fā)射機(jī)狀態(tài)差異和發(fā)射機(jī)類型為依據(jù)科學(xué)設(shè)計(jì)區(qū)別性較強(qiáng)的采樣電路，通過(guò)不同的方法如檢波、分壓、耦合等提取調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的電壓、功率、音頻、電流等狀態(tài)量，之后將其轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量為0～10V或±5V，之后發(fā)揮電纜的作用將其送至64路A/D轉(zhuǎn)化電路，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的到達(dá)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)后的展開(kāi)分析。比如可通過(guò)采集功率的方式通過(guò)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)從發(fā)射機(jī)功率表中獲取一定的電壓數(shù)值，之后借助電阻分壓電路的方式獲取相關(guān)信號(hào)。

3.2.3. 64路A/D轉(zhuǎn)換電路

64路A/D轉(zhuǎn)換電路的應(yīng)用具有轉(zhuǎn)換信號(hào)的功能，可通過(guò)該電路將采集模擬到的信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變，之后將其發(fā)送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和原有數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，在此基礎(chǔ)上對(duì)調(diào)配廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，了解其是否可以正常運(yùn)行。

3.2.4 執(zhí)行控制系統(tǒng)

執(zhí)行控制系統(tǒng)的構(gòu)成為32位開(kāi)關(guān)機(jī)設(shè)備，主要功能在于合理利用計(jì)算機(jī)操作對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)切換主備機(jī)、定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)、轉(zhuǎn)換遙控等進(jìn)行控制。通常情況下，220V交流電是調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)比較常用的電路，因此繼電器裝置是該系統(tǒng)比較常用的裝置，主要在于將發(fā)射機(jī)交流電和直流電與計(jì)算機(jī)隔離，在此基礎(chǔ)上達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo)。

3.3 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

以具體需求為基礎(chǔ)對(duì)調(diào)配廣播發(fā)射機(jī)播出系統(tǒng)進(jìn)行分析可知，自動(dòng)控制系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)的功能有兩個(gè)：一是發(fā)揮計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的作用實(shí)現(xiàn)預(yù)期的自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)的目標(biāo);二是發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行故障報(bào)警。從單一發(fā)射機(jī)控制角度分析，第一功能的實(shí)現(xiàn)必須科學(xué)配置硬件，這是因?yàn)楸旧韽V播發(fā)射機(jī)已經(jīng)存在開(kāi)關(guān)機(jī)按鈕，閉合開(kāi)機(jī)按鈕時(shí)可以發(fā)現(xiàn)主繼電器處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)。因此，要想借助計(jì)算機(jī)控制該操作就必須借助計(jì)算機(jī)的作用控制兩個(gè)小繼電器，從而控制主繼電器線圈。而控制小型繼電器時(shí)主要借助一個(gè)常閉觸點(diǎn)和常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，若常開(kāi)觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，主繼電器的線圈就會(huì)處于通電狀態(tài)，這時(shí)就會(huì)自動(dòng)開(kāi)機(jī)，反之就是常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)程序時(shí)首先需要對(duì)發(fā)射機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)間進(jìn)行科學(xué)設(shè)定，以t1表示開(kāi)機(jī)時(shí)間。若計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到t1，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)生成了timer1事件，這就意味著發(fā)射機(jī)處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)，這時(shí)開(kāi)機(jī)子程序被主程序啟動(dòng)，借助計(jì)算機(jī)發(fā)送指令，此時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)處于自動(dòng)閉合狀態(tài)，主繼電器線圈在通電的情況下自動(dòng)開(kāi)啟發(fā)射機(jī)，關(guān)閉操作同樣如此。第二功能的實(shí)現(xiàn)在于獲取調(diào)頻發(fā)射機(jī)運(yùn)行中的狀態(tài)參數(shù)，之后分析判斷計(jì)算機(jī)獲取到的數(shù)據(jù)，并分析判斷獲取到的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。實(shí)現(xiàn)該功能必須科學(xué)配置發(fā)射機(jī)的硬件，其中，可通過(guò)數(shù)據(jù)采集電力實(shí)施將發(fā)射機(jī)的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行采集，并讓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的模擬量，最后在A/D轉(zhuǎn)換電路的作用下讓模擬量向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變，之后將其移交給計(jì)算機(jī)處理。通常情況下，取樣調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)模擬信號(hào)時(shí)基本上都是通過(guò)電壓/流表等實(shí)現(xiàn)。

4. 結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展推動(dòng)了調(diào)頻廣播技術(shù)的進(jìn)步，在此背景下原有有線廣播被取代，雖然我國(guó)電視技術(shù)快速發(fā)展，但是整體來(lái)說(shuō)廣播技術(shù)的發(fā)展還未被取代，這是因?yàn)閺V播技術(shù)靈活性較強(qiáng)，且效果較好。從調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的自動(dòng)控制和檢測(cè)監(jiān)督分析，其對(duì)發(fā)展廣播事業(yè)起到促進(jìn)作用，但仍需加大創(chuàng)新力度，讓調(diào)配廣播發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮自身的價(jià)值。

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