段樹春

1 調(diào)頻廣播發(fā)射機概述

1.1 調(diào)頻廣播發(fā)射機定義

調(diào)頻廣播發(fā)射機屬于將信號轉(zhuǎn)化成語言的技術(shù)設(shè)備，詳細(xì)來講能夠?qū)⒁纛l信號、高頻載波轉(zhuǎn)化成調(diào)頻波，從而讓高頻載波的頻率能夠隨著音頻信號波動不斷發(fā)生變化，并且放大所有音頻信號以及通過全方位的阻抗配對，讓音頻信號傳送到天線。在我國，商業(yè)調(diào)頻廣播信號頻率設(shè)定在88～108MHz之間，校園調(diào)頻廣播信號設(shè)定在76～87MHz之間[1]。所有的調(diào)頻廣播電臺，不管規(guī)模是大是小，均由信號傳輸設(shè)備、音頻播放設(shè)備、調(diào)頻廣播發(fā)射機、天線等部件構(gòu)成。要想覆蓋更大范圍，則要選用調(diào)頻功率更大的發(fā)射機或是將外部天饋線架設(shè)到更高的地方。而覆蓋小范圍的發(fā)射機，則只需要將天線架設(shè)到適宜高度即可。

1.2 調(diào)頻廣播發(fā)射機類型

調(diào)頻廣播發(fā)射機因為使用場景不同也被分為多種類型，總體來講主要分為專業(yè)級與非專業(yè)級兩種。其中，專業(yè)級調(diào)頻廣播發(fā)射機意味著用于專業(yè)廣播電臺，而廣播電臺對于發(fā)射機傳輸?shù)囊纛l信號音質(zhì)、穩(wěn)定性有著極高要求；而非專業(yè)級調(diào)頻廣播發(fā)射機則多用在一般場合。此外，如果按照廣播方式去區(qū)分，可分為立體聲調(diào)頻廣播與單身到調(diào)頻廣播；更專業(yè)一點則按照調(diào)頻廣播發(fā)射機電路原理去分類，分為模擬調(diào)頻廣播發(fā)射機與數(shù)字調(diào)頻廣播發(fā)射機。隨著科技水平的不斷提高，專業(yè)級調(diào)頻廣播發(fā)射機、數(shù)字調(diào)頻廣播發(fā)射機逐漸成為主流，從音頻到射頻的過程均采用數(shù)字化管理方式，在軟件的輔助下去實現(xiàn)對調(diào)頻廣播發(fā)射機的自動監(jiān)測與控制。而傳統(tǒng)的模擬調(diào)頻廣播發(fā)射機對音頻信號的放大、立體聲的編碼均通過模擬完成。

2 調(diào)頻廣播發(fā)射機播出系統(tǒng)自動監(jiān)測和控制的優(yōu)勢

2.1 提高發(fā)射信號抗干擾能力

相較于過去傳統(tǒng)的發(fā)射機而言，通過對調(diào)頻廣播發(fā)射機進(jìn)行自動化監(jiān)測與控制能夠抵御絕大部分其他電子信號的干擾。調(diào)頻廣播發(fā)射機播出系統(tǒng)在節(jié)目信號播出過程中，往往會遭受諸多因素影響，而導(dǎo)致信號傳輸出現(xiàn)波動，此時對調(diào)頻廣播發(fā)射機進(jìn)行實時化監(jiān)控，能夠為這類情況的出現(xiàn)作出預(yù)警，一旦在信號傳輸中發(fā)現(xiàn)無關(guān)信號干擾，在自動監(jiān)測之后便可通過控制系統(tǒng)對這類信號進(jìn)行清除。此外，播出系統(tǒng)在信號傳輸中還會因為受到電磁波影響而發(fā)出噪音，由于調(diào)頻廣播發(fā)射機所發(fā)出的信號要比噪音信號更強，所以自動監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時察覺問題所在，然后通過自動控制系統(tǒng)對噪音予以過濾，受眾從終端接收到的聲音基本上不會受到太大影響。

2.2 提高發(fā)射信號穩(wěn)定性

對調(diào)頻廣播發(fā)射機播出系統(tǒng)的自動監(jiān)測與控制，能夠提高廣播電臺信號發(fā)射的穩(wěn)定性。調(diào)頻廣播發(fā)射機所發(fā)射的節(jié)目信號具有特定的覆蓋范圍，而在自動監(jiān)測系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)之下，信號能夠更加穩(wěn)定地被更多收聽終端接收到，滿足更多受眾需求，而且在同一片區(qū)域內(nèi)也不會出現(xiàn)信號相互爭搶的問題。

3 調(diào)頻廣播發(fā)射機播出系統(tǒng)自動監(jiān)測和控制系統(tǒng)解析

該套系統(tǒng)主要以計算機作為核心，配備其他必要元器件，從而實現(xiàn)對調(diào)頻廣播發(fā)射機播出系統(tǒng)的自動化監(jiān)測與控制，能夠有效減少人工投入而達(dá)到自動開關(guān)機的目的。

3.1 工作原理

計算機作為該套系統(tǒng)的核心部件，主要負(fù)責(zé)對相關(guān)運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，其中包含調(diào)頻廣播發(fā)射機的運行功率、電壓、電流、音頻等信息，對所有電臺節(jié)目的音頻信號以及發(fā)射機的運行狀況進(jìn)行實時監(jiān)控，實現(xiàn)自動化監(jiān)測與開關(guān)機。當(dāng)控制指令從計算機端發(fā)出，比如發(fā)出對發(fā)射機的自動或手動開關(guān)機控制信號，此時執(zhí)行控制系統(tǒng)便會將控制信號輸出，對調(diào)頻廣播發(fā)射機的開關(guān)機予以控制。同時，數(shù)據(jù)采集設(shè)備會對發(fā)射機的功率、電壓、電流及音頻工作站信號進(jìn)行采樣收集，并且經(jīng)由AD/DA轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，便于計算機識別分析。隨后通過計算機的信號分析與自動識別，能夠即時辨別出發(fā)射機運行狀態(tài)正常與否，進(jìn)而做出故障報警、故障數(shù)據(jù)記錄等操作，而執(zhí)行控制系統(tǒng)則主要實現(xiàn)對發(fā)射機的開機、關(guān)機操作。

3.2 硬件設(shè)備及其功能

工控計算機系統(tǒng)。主要包含打印機、警報裝置、手機設(shè)備以及與計算機相連的接口等等，屬于整個系統(tǒng)的核心組成，實現(xiàn)不間斷監(jiān)測發(fā)射機狀態(tài)功能，通過數(shù)據(jù)處理而及時發(fā)現(xiàn)故障表現(xiàn)與發(fā)出警報，還能在無人值班的情況下進(jìn)行自動開關(guān)機，也能通過光纖實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

數(shù)據(jù)采集電路。結(jié)合調(diào)頻廣播發(fā)射機類型與狀態(tài)量的差異，設(shè)計出有所區(qū)別的采樣電路，采取分壓、耦合、檢波等不同的方法，對調(diào)頻廣播發(fā)射機的功率、電壓、電流、音頻等狀態(tài)量進(jìn)行提取，并且將其轉(zhuǎn)換為±5V或是0～10V的模擬量，通過電纜送至64路A/D轉(zhuǎn)換電路，最終到達(dá)計算機系統(tǒng)展開分析[2]。比如功率采集能夠從調(diào)頻廣播發(fā)射機功率表中獲取到電壓數(shù)值，通過電阻分壓電路能獲取到相應(yīng)信號。

64路A/D轉(zhuǎn)換電路。該電路能夠?qū)崿F(xiàn)信號轉(zhuǎn)換功能，也即是能夠?qū)?shù)據(jù)采集電路所采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送至計算機系統(tǒng)中去與數(shù)據(jù)庫已有數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，以此去判定調(diào)頻廣播發(fā)射機的運行狀態(tài)正常與否。

執(zhí)行控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)則由32位開關(guān)機設(shè)備構(gòu)成，其功能在于通過計算機控制對調(diào)頻廣播發(fā)射機進(jìn)行定時開關(guān)機、切換主備機、轉(zhuǎn)換遙控等操作。由于調(diào)頻廣播發(fā)射機接入的是220V交流電，所以該系統(tǒng)需要用到繼電器裝置，目的在于保證計算機與發(fā)射機之間的交流電與直流電形成隔離，從而實現(xiàn)控制功能。

3.3 系統(tǒng)分析與設(shè)計

結(jié)合調(diào)頻廣播發(fā)射機播出系統(tǒng)的實際需求來看，自動監(jiān)測與控制系統(tǒng)需要實現(xiàn)如下兩大功能：1）由計算機控制實現(xiàn)自動開關(guān)機；2）由計算機對發(fā)射機運行狀態(tài)展開實時監(jiān)測與故障報警。

要實現(xiàn)第一種功能，我們以單一發(fā)射機的控制舉例，系統(tǒng)設(shè)計過程中首先要配置好硬件，調(diào)頻廣播發(fā)射機本身便有開關(guān)機按鈕，當(dāng)開機按鈕閉合時，主繼電器便會通電，發(fā)射機低壓電源也會同步啟動，此時發(fā)射機為開機狀態(tài)。針對這一操作要如何通過計算機去控制呢？在具體系統(tǒng)設(shè)計中會讓計算機通過對兩個小型繼電器的控制去實現(xiàn)對主繼電器線圈的控制，而對小型繼電器的控制主要通過控制一個常開觸點與一個常閉觸點去實現(xiàn)，當(dāng)常開觸點閉合時，主繼電器線圈會通電開機，當(dāng)常閉觸點斷開時便會關(guān)機[3]。對于程序的設(shè)計，我們首先要設(shè)定好發(fā)射機的開機時間，可用t1表示。當(dāng)計算機系統(tǒng)時間到了t1時刻，此時程序會自動生成timer1事件，該事件便代表著發(fā)射機開機，此時主程序會啟動開機子程序，計算機發(fā)送指令，常開觸點會自動閉合，主繼電器線圈便會通電而實現(xiàn)發(fā)射機開機。關(guān)機操作同理。

要實現(xiàn)第二種功能，重點就在于要對調(diào)頻廣播發(fā)射機運行中的狀態(tài)參數(shù)予以獲取，然后交給計算機對獲取到的數(shù)據(jù)展開分析判斷，察覺到數(shù)據(jù)異常后便會發(fā)出警報。這一功能的實現(xiàn)首先也要配備好相應(yīng)的硬件。其中，數(shù)據(jù)采集電路能夠?qū)崟r采集發(fā)射機的功率、電壓、電流等狀態(tài)參數(shù)，同時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的模擬量，通過A/D轉(zhuǎn)換電路從模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，交給計算機處理。一般來講，對調(diào)頻廣播發(fā)射機模擬信號的取樣，會從輸入輸出接口板輸出功率表、電壓表、電流表的分壓電阻點進(jìn)行取樣。

4 結(jié)束語

綜上所述，從調(diào)頻廣播發(fā)射機播出系統(tǒng)的自動監(jiān)測與控制系統(tǒng)使用效果來看，能夠保證電臺節(jié)目的正常播出，同時在不斷地完善改進(jìn)中，監(jiān)測準(zhǔn)確性與控制正確率都有明顯提高。因此，筆者相信伴隨著調(diào)頻廣播發(fā)射機播出系統(tǒng)自動監(jiān)測與控制系統(tǒng)的逐步完善，該套系統(tǒng)能夠為廣播電臺信號發(fā)射工作“保駕護(hù)航”，共同助推我國廣電事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。