努爾買買提·尼亞孜

（作者單位：新疆廣電局8106臺(tái)）

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廣播發(fā)射設(shè)備微機(jī)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(tái)）

摘 要：廣播發(fā)射設(shè)備計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，能否正常穩(wěn)定運(yùn)行取決于抗干擾的實(shí)施情況，而廣播發(fā)射設(shè)備在發(fā)射過(guò)程中自身就會(huì)產(chǎn)生較大的電磁波干擾信號(hào)，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(hào)傳輸；廣電隔離模式；硬件濾波

廣播發(fā)射機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，長(zhǎng)時(shí)間處于較強(qiáng)的電磁波干擾環(huán)境中，系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些意外情況 。。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，在全面地考慮系統(tǒng)硬件抗干擾措施的同時(shí)，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(yùn)行。

抗干擾措施主要是硬件抗干擾措施。指在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，系統(tǒng)不受外來(lái)信號(hào)干擾所采取的措施，如“看門狗”電路，不同信號(hào)地之間的廣電隔離式信號(hào)傳遞技術(shù)、模擬“地”和數(shù)字“地”的分開(kāi)處理技術(shù)，干擾信號(hào)的硬件濾波技術(shù)、平衡信號(hào)傳遞技術(shù)，控制機(jī)執(zhí)行電路的物理隔離技術(shù)等。

1 “看門狗”防死機(jī)技術(shù)

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(jī)控制系統(tǒng)也不例外。圖1是系統(tǒng)原理的簡(jiǎn)易方框圖。

圖1 “看門狗”電路的系統(tǒng)原理

“看門狗”電路說(shuō)白了就是一個(gè)定時(shí)器電路，一般有一個(gè)信號(hào)輸入端（用于“喂狗”信號(hào)的輸入）和一個(gè)信號(hào)輸出（用于復(fù)位信號(hào)的輸出）

系統(tǒng)在正常工作時(shí)，在一定的時(shí)間間隔之內(nèi)向“看門狗”電路輸出一個(gè)喂狗信號(hào)，“看門狗”電路“吃飽”后，不輸出系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)；如果出現(xiàn)系統(tǒng)死機(jī)等現(xiàn)象，系統(tǒng)停止向“看門狗”電路輸出“喂狗”信號(hào)時(shí)，由于看門狗電路得不到“喂食”，向系統(tǒng)輸出一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使系統(tǒng)復(fù)位，恢復(fù)其正常工作。

2 不同信號(hào)地之間的光電隔離式信號(hào)傳輸

由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，在系統(tǒng)中經(jīng)常遇到不同的電源地之間的信號(hào)傳輸，為了避免不同信號(hào)地之間信號(hào)傳輸造成的干擾及元器件損壞，必須用光電隔離器，對(duì)不同地之間的信號(hào)進(jìn)行物理隔離。

圖2是一個(gè)數(shù)控?zé)o觸點(diǎn)音頻開(kāi)關(guān)，單片機(jī)輸出的高電平時(shí)3、5 V，它經(jīng)過(guò)1 K電阻點(diǎn)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(shí)，模擬切換開(kāi)關(guān)4066CTRL端得到的電壓接近于-8.7 V，斷開(kāi)音頻輸出，單片機(jī)輸出低電平時(shí)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(kāi)（電壓降為9 V）；此時(shí)，模擬切換開(kāi)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(dá)到了不同地之間傳遞信號(hào)的目的，又解決了觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)造成的干擾和數(shù)字“地”和模擬地分開(kāi)的問(wèn)題，還防止了不同“地”之間串?dāng)_難題。

3 信號(hào)的平衡方式傳輸：

3.1 數(shù)字信號(hào)的平衡傳輸。

在發(fā)射機(jī)分布式控制系統(tǒng)中，采集模塊和工控機(jī)之間經(jīng)常采用串行通訊方式進(jìn)行通訊，因采集模塊和工控機(jī)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(jī)之間采用平衡傳輸模式，也就是RS-485傳輸模式，因?yàn)榇朔N傳輸模式中，采用每一路信號(hào)對(duì)“地”平衡方式（一正、一負(fù)）3根線傳輸，在傳輸過(guò)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(hào)地之間的信號(hào)傳輸

3.2 模擬信號(hào)的平衡傳輸

在實(shí)際控制過(guò)程中，音頻信號(hào)源和發(fā)射機(jī)的距離比較遠(yuǎn)，音頻信號(hào)非平衡方式傳輸?shù)脑?，在傳輸?shù)倪^(guò)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(hào)也在傳輸過(guò)程中采用每一路信號(hào)對(duì)“地”平衡方式（一正、一負(fù)）3根線傳輸，在傳輸過(guò)程中受到的干擾相互抵消，接收端不產(chǎn)生干擾。

4 干擾信號(hào)的硬件濾波

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，對(duì)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(diǎn)是電路簡(jiǎn)單、效率高，對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行徹底的消除。

廣播發(fā)射設(shè)備計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的能否正常穩(wěn)定運(yùn)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。