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        中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)設計應用

        2018-02-21 17:49:31楊洪金
        西部廣播電視 2018年23期
        關鍵詞:廣播系統(tǒng)驅動程序中波

        楊洪金

        (作者單位:臨沂市廣播電視臺)

        無線廣播技術具有復雜性的特點,受外界干擾較大。中波廣播是無線廣播的重要組成部分,在信息傳遞過程中發(fā)揮著極為重要的作用?,F階段,我國已經建立了完善的中波廣播系統(tǒng),為廣播行業(yè)的發(fā)展奠定了良好的前提條件。然而,中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機卻極容易出現故障。因此,探索中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)的設計,具有十分重要的現實意義。

        1 中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)設計原理

        在發(fā)射機的運行過程中,需要借助安裝在發(fā)射機上對外接口電路完成對數據的采集。對外接口電路不僅具備數據采集的功能,還能夠實現對發(fā)射機的遠距離遙控,完成對發(fā)射機信號的檢測和控制,對控制器和發(fā)射機進行隔離。同時,一旦對外接口電路出現電壓異常的情況,安裝在發(fā)射機內部的二極管陣列能夠產生對電路的保護作用[1]。此外,發(fā)射機的對外接口電路還能夠實現光隔離輸出功能,且能夠基于模擬電壓狀態(tài)下完成輸出,具有良好的穩(wěn)定性,能夠有效確保數據采集工作正常進行。

        在采集數據的過程中,中波廣播發(fā)射機處于負載的工作環(huán)境,極容易受到外部信息的干擾,影響數據采集的精確性,進而出現數據失真現象。為了解決上述問題,在處理數據的過程中,應使串行總線USB的價值得到最大程度的發(fā)揮,利用USB建立計算機與外圍設備的有效連接。串行總線不僅能夠為數據的雙向傳輸提供可能,還能夠提升數據處理的速率,降低數據處理的總體成本,為數據處理可靠性提供重要保障。同時,串行總線能夠實現對LED面板的精準控制,實現對數據失真問題的防控,且能夠實現對發(fā)射機電壓、過荷等數據信息的獲取。

        2 中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)設計

        2.1 系統(tǒng)硬件結構設計思路

        中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)的硬件結構設計是將USB總線作為設計基礎,其設計思路如下。(1)由對接口板獲取多路模擬信號,同時這些信號在模擬開關的作用下可以輸入到A/D轉換器中,經過轉換器的轉換,最終在單片機的作用下完成對相關數據的采集工作。通過實時采集來的數據信息會被存儲到USB芯片上,并按照具體的指令將其傳送到計算機中。這一過程中所涉及的硬件結構組成包括模擬開關、單片機、A/D轉換器以及USB接口芯片。(2)中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)設計所使用的USB高速接口芯片為ISP1581芯片,這種類型的芯片可以將電壓調整器、高速收發(fā)器、微控制器以及系統(tǒng)控制器等多個部分集于一身,支持雙電壓操作以及具備多中斷模式操作功能。與此同時,在中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)硬件設計過程中應用ISP1581芯片,可以借助ISP1581芯片本身的自動檢測功能,為系統(tǒng)工作運行提供強有力的USB通信功能[2]。

        2.2 系統(tǒng)軟件設計思路

        中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)軟件設計主要包括以下幾個方面。第一,USB固件程序設計。中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)的軟件設計主要是由驅動程序、USB固件編程以及應用程序三個部分組成。其中,USB固件程序設計是整個系統(tǒng)設計的核心部分,其功能為有效控制芯片實現對數據的實時采集、接收和處理驅動程序發(fā)出的請求以及完成應用程序發(fā)出的控制指令。在具體的設計過程中,設備固件借助C語言設計。第二,驅動程度的設計與實現。中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)USB驅動程序的設計與應用采用分層結構模型的方式來實現,其結構主要分為高級和低級兩個等級,其中高級屬于USB驅動程序,低級屬于USB函數層。而驅動程序是由初始化模塊、即插即用管理模塊、電源管理模塊以及I/O功能模塊幾部分構成;第三,應用程序的設計與實現。中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)應用程序的設計與實現需要借助Ddphi工具來完成,其應用程序可以被分為低層數據采集系統(tǒng)和數據應用管理程序兩個層面,其數據采集程序功能的實現主要借助系統(tǒng)調用動態(tài)鏈接庫的方式來完成。應用程序的功能包括開啟或者關閉USB設備、檢測USB設備、設計數據采集端口以及將數據實時存儲到數據庫中。

        3 中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)抗干擾系統(tǒng)的設計應用

        由于中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機所處的工作環(huán)境相對復雜,惡劣的外部環(huán)境容易對中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機的正常工作造成較大的影響。比如,復雜的環(huán)境很有可能導致中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機在進行實時數據采集過程中,由于受到中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機所發(fā)出的電磁波以及各類電源脈沖的干擾,從而影響最終的數據采集結果。為了有效應對這一問題,中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)抗干擾系統(tǒng)的設計與應用具有重要意義。在具體的中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)抗干擾系統(tǒng)設計過程中,為了有效提升系統(tǒng)數據采集的精準度與可靠性,應該在切實做好中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)防干擾層面設計工作的基礎上,進一步保證中波廣播發(fā)射機本身的抗干擾性。中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)的抗干擾設計主要分為軟件設計與硬件設計兩個部分。

        在硬件設計過程中,其系統(tǒng)的抗干擾設計原理主要在于對中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機干擾信號高輻射、高脈沖和短時間等特征的考慮,對此可以通過在系統(tǒng)采集上設置支持重復采集的方式來達到規(guī)避干擾的目的。這一過程中,如果中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)所采集到的信號出現連續(xù)兩次相同的現象,則可以認為采集到的數據是有效的;相反,如果連續(xù)兩次采集到的信號變化不定,則認為采集到的數據是無效的。將數據采集的實時性作為系統(tǒng)抗干擾設計的前提,如果相鄰信號采集過程中插入延時程序,則可以有效提升系統(tǒng)的抗干擾效果。在實際的應用過程中,為了最大程度上保證系統(tǒng)數據采集的準確性,應該做好外部線路的隔離工作,在輸入模擬量信號過程中盡可能使用高頻濾波。

        在軟件設計過程中,主要是出于對中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)自身具備的隨機性這一特征的考慮,在此基礎上借助數字濾波技術將音質疊加到模擬輸入信號的噪聲上。除此之外,想要進一步提升中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)的抗干擾性能,還應該注重硬件設計與軟件設計兩者之間的有效結合,從而促進系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性的提升。

        4 結語

        伴隨著信息化技術被不斷引入中波廣播系統(tǒng)的設計過程中,中波廣播系統(tǒng)得到了改進和優(yōu)化。但若想優(yōu)化數據采集系統(tǒng)的設計,還需借助對外接口和串行總線USB的價值,在防控外部干擾的同時降低系統(tǒng)設計的成本,提升數據采集的速率。因此,在設計中波廣播系統(tǒng)發(fā)射機實時數據采集系統(tǒng)抗干擾系統(tǒng)的過程中,可以借鑒以上方法。

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