陳正軍

（作者單位：北京中國(guó)廣播電視國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作總公司）

計(jì)算機(jī)在廣電領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

陳正軍

（作者單位：北京中國(guó)廣播電視國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作總公司）

摘 要：計(jì)算機(jī)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，廣電業(yè)對(duì)設(shè)備智能化程度的需求也越來(lái)越高，特別是縣以上級(jí)電視臺(tái)對(duì)這方面的需求更是迫切。對(duì)于設(shè)備的智能化程度的需求，是各電視臺(tái)在采購(gòu)設(shè)備時(shí)的必要條件。調(diào)頻N+1控制系統(tǒng)是在主設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò)對(duì)主設(shè)備的功率檢測(cè)，可以進(jìn)行自動(dòng)關(guān)主機(jī)，同時(shí)對(duì)節(jié)目源和天線多切換道備機(jī)，必須要保證的是切換控制時(shí)間應(yīng)＜10 s。計(jì)算機(jī)提供在故障設(shè)備在出現(xiàn)故障時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為設(shè)備維護(hù)提供一手依據(jù)。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)；N+1電視控制器；音頻自動(dòng)切換器；同軸開(kāi)

1 計(jì)算機(jī)在廣電領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著前幾年國(guó)家村村通項(xiàng)目的建設(shè)，以及這幾年國(guó)家對(duì)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)投資的不斷加大，有三個(gè)領(lǐng)域越來(lái)越多地發(fā)生交叉：廣播電視、電信、計(jì)算機(jī)技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)似乎是這三個(gè)領(lǐng)域的粘合劑，并且已經(jīng)成為這一發(fā)展的基礎(chǔ)。

技術(shù)進(jìn)步不是由人類(lèi)需求所驅(qū)動(dòng)；恰恰相反，人類(lèi)需求是由技術(shù)進(jìn)步所帶動(dòng)。作為服務(wù)提供者，廣電行業(yè)主要是保證收看電視和收聽(tīng)廣播的眾多受服務(wù)者們，能夠24h不間斷地接收到廣播電視節(jié)目。作為廣播電視設(shè)備提供商，我們能夠做的就是將計(jì)算機(jī)更好地與廣播電視發(fā)射機(jī)緊密聯(lián)系到一起，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用。

2 調(diào)頻N+1控制系統(tǒng)在調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)中作用

調(diào)頻N+1控制器，是應(yīng)用于調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)主備機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與切換控制的設(shè)備。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主、備發(fā)射機(jī)輸出功率狀態(tài)，遙控或定時(shí)開(kāi)、關(guān)機(jī)，以及備機(jī)的頻率調(diào)整和節(jié)目源的切換。在發(fā)射機(jī)正常工作時(shí)，一旦監(jiān)測(cè)到主機(jī)輸出功率低于設(shè)定值，立即報(bào)警；同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，連續(xù)10s后，啟動(dòng)自動(dòng)切換控制流程：關(guān)閉主機(jī)，待功率降為0，啟動(dòng)備機(jī)，待備機(jī)上電后，主機(jī)維修完畢，按復(fù)位鍵可自動(dòng)切回主機(jī)工作。

3 調(diào)頻N+1控制器的控制原理

一般臺(tái)站至少有兩至三個(gè)頻點(diǎn)，按照以前的方案每個(gè)頻點(diǎn)均需要一臺(tái)備機(jī)，這樣對(duì)機(jī)房空間要求比較高，且設(shè)備采購(gòu)成本也會(huì)增加。根據(jù)目前市場(chǎng)的需求我們研發(fā)了調(diào)頻N+1切換控制器系統(tǒng)。

本文以2+1切換控制器的控制原理為主，對(duì)控制系統(tǒng)的原理作詳細(xì)闡述。兩臺(tái)不同頻點(diǎn)的調(diào)頻發(fā)射機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)備機(jī)處于上電待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)控制單元檢測(cè)到其中任意一臺(tái)設(shè)備的發(fā)射功率降到額定功率時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)關(guān)掉故障機(jī)器，同時(shí)給音頻切換器和備機(jī)，將備機(jī)的發(fā)射機(jī)頻率調(diào)整到與故障機(jī)器一致，同時(shí)自動(dòng)切換音頻節(jié)目源，最后通過(guò)對(duì)同軸開(kāi)關(guān)的控制將備機(jī)的射頻輸出端切到相應(yīng)的多功器輸入口。以上切換控制動(dòng)作均是由控制單元自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，完成以上動(dòng)作后，控制單元會(huì)將每個(gè)控制的反饋信息傳至到計(jì)算機(jī)，PC機(jī)收到各反饋信息確認(rèn)無(wú)誤后，會(huì)自動(dòng)給備機(jī)發(fā)開(kāi)機(jī)命令，備機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)故障機(jī)指示燈亮。

同軸開(kāi)關(guān)對(duì)備機(jī)切換時(shí)，同時(shí)將故障機(jī)切換到負(fù)載，維修人員可以對(duì)故障機(jī)進(jìn)行維修，維修結(jié)束后，可以通過(guò)控制單元面板的“復(fù)位”按鈕，將主機(jī)切換到工作狀態(tài)，備機(jī)恢復(fù)到待機(jī)狀態(tài)。

4 計(jì)算機(jī)在N+1控制中的作用

在本系統(tǒng)內(nèi)，計(jì)算機(jī)主要是監(jiān)測(cè)主備發(fā)射機(jī)的功放、激勵(lì)器等主要設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，以及主備發(fā)射機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)。可以同計(jì)算機(jī)設(shè)定主發(fā)射機(jī)切換的功率門(mén)限，例如，可以設(shè)定在主發(fā)射機(jī)功率降到半功率時(shí)計(jì)算機(jī)給主發(fā)射機(jī)發(fā)關(guān)機(jī)命令，同時(shí)給備發(fā)射機(jī)發(fā)頻率調(diào)整、節(jié)目源切換命令，完成以上兩個(gè)動(dòng)作命令后，再給備發(fā)射機(jī)發(fā)開(kāi)機(jī)命令。關(guān)于切換功率的設(shè)定，希望技術(shù)維護(hù)人員根據(jù)設(shè)備的功率等級(jí)來(lái)確定，至少要保證功率管不會(huì)工作在滿負(fù)荷的前提下。主備發(fā)射機(jī)、切換控制器，以及音頻自動(dòng)切換器的控制端口均采用RS232/485的數(shù)據(jù)接口，對(duì)于現(xiàn)在計(jì)算機(jī)沒(méi)有這么多接口，我們選用了康海的接口轉(zhuǎn)換器，有4-16端口不等，可以根據(jù)系統(tǒng)的需要來(lái)適當(dāng)配置，將RS232/485的端口轉(zhuǎn)換成RJ45接口，可以直接到計(jì)算機(jī)，或者也可以連接Internet，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。

5 計(jì)算機(jī)對(duì)調(diào)頻發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)檢測(cè)

我們?cè)诠Ψ艃?nèi)配置數(shù)據(jù)采集板，主要采集功放各功率管的工作電流、功放的輸入、輸出功率，以及功放的三種保護(hù)狀態(tài)（過(guò)熱、過(guò)載、過(guò)激勵(lì)）指示等主要的功放運(yùn)行數(shù)據(jù)收集監(jiān)控系統(tǒng)中所有發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。

在檢測(cè)到功放數(shù)據(jù)超出設(shè)定值是（機(jī)房值班人員可以根據(jù)不同功率等級(jí)的機(jī)器，設(shè)定不同的上下限參數(shù)），計(jì)算機(jī)開(kāi)始報(bào)警。同時(shí)主控單元后面板有報(bào)警輸出接口，用戶自己可以另外單接喇叭引導(dǎo)值班人員的休息室，這樣可以第一時(shí)間提醒用戶進(jìn)行維修處理。

6 計(jì)算機(jī)對(duì)調(diào)頻發(fā)射機(jī)的控制

調(diào)頻發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用了自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)調(diào)頻發(fā)射機(jī)實(shí)施本地及遠(yuǎn)程遙控，對(duì)發(fā)射機(jī)運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并具有故障點(diǎn)定位、記錄報(bào)警、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)查詢和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享等功

能，實(shí)現(xiàn)廣播、電視節(jié)目發(fā)射的自動(dòng)化，做到有人值班、無(wú)人職守，甚至無(wú)人值班。

本系統(tǒng)注重遙控遙測(cè)的實(shí)時(shí)性和監(jiān)控信息的豐富性，將以往人眼“監(jiān)測(cè)”和人工“巡視”傳統(tǒng)工作模式，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)“監(jiān)控”的先進(jìn)模式，對(duì)發(fā)射機(jī)的重點(diǎn)參數(shù)實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，確保發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定工作及運(yùn)行指標(biāo)。

7 音頻切換控制器的設(shè)計(jì)原理

采用的音頻自動(dòng)切換器，主要是根據(jù)系統(tǒng)要求重新設(shè)計(jì)的一款切換器，主要是與PC機(jī)配合，對(duì)不同的節(jié)目源作自動(dòng)調(diào)整。計(jì)算機(jī)在檢測(cè)到某臺(tái)調(diào)頻發(fā)射機(jī)功率低至到設(shè)定值時(shí)，在切換發(fā)射機(jī)時(shí)，同時(shí)也啟動(dòng)備調(diào)頻發(fā)射機(jī)的音頻自動(dòng)切換器，音頻自動(dòng)切換器會(huì)根據(jù)計(jì)算機(jī)的命令將音頻節(jié)目源切換到相應(yīng)的音頻信號(hào)。

音頻自動(dòng)切換器主要是用于調(diào)頻廣播節(jié)目源的切換，切換時(shí)間短，它分為自動(dòng)和手動(dòng)切換，主要是為了保證在計(jì)算機(jī)失控的情況下，可以通過(guò)前面板進(jìn)行人為切換，這樣保證系統(tǒng)不停機(jī)。

8 計(jì)算機(jī)對(duì)音頻節(jié)目源的控制

考慮到音頻自動(dòng)切換器的復(fù)雜曾度，以及機(jī)房值班人員的技術(shù)水平，我們選用了VB為切換器編程，界面簡(jiǎn)潔明了，易操作。與計(jì)算機(jī)連接我們采用RS485/232接口，用戶可以通過(guò)系統(tǒng)配置的串口轉(zhuǎn)換器，根據(jù)系統(tǒng)需要自行配置設(shè)備的端口。

計(jì)算機(jī)對(duì)音頻自動(dòng)切換控制器的命令主要是依據(jù)收到的調(diào)頻發(fā)射機(jī)的故障報(bào)警信息，計(jì)算機(jī)根據(jù)收集到的發(fā)射機(jī)信息，判斷出哪臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，需要將音頻節(jié)目源切換到哪路節(jié)目源。考慮到廣電行業(yè)的特殊性，我們對(duì)音頻切換器的切換時(shí)間進(jìn)行了多次試驗(yàn)，為了能控制切換開(kāi)關(guān)的時(shí)間我們采用了電子切換開(kāi)關(guān)，切換時(shí)間均控制在3s以內(nèi)，整個(gè)N+1切換控制系統(tǒng)的切換時(shí)間＜7s，符合廣電部對(duì)省級(jí)以上臺(tái)站要求。

參考文獻(xiàn)：

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