蘇 飛

（煙臺(tái)廣播電視臺(tái)，山東 煙臺(tái) 264003）

0 引 言

煙臺(tái)廣播電視臺(tái)有本地調(diào)頻廣播節(jié)目3套。由于煙臺(tái)屬于山東半島丘陵地帶，城區(qū)東部部分地區(qū)被高山阻擋，信號(hào)較差。為了提高覆蓋效果，煙臺(tái)廣播電視臺(tái)在城區(qū)東部廣播電視大廈30樓增加了補(bǔ)點(diǎn)轉(zhuǎn)播站，采用非同頻方式補(bǔ)點(diǎn)，解決了東部城區(qū)覆蓋問題。然而，電視發(fā)射臺(tái)值班室由于高山阻擋，不能對(duì)補(bǔ)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。因此，煙臺(tái)廣播電視臺(tái)在廣電大廈電視發(fā)射臺(tái)辦公室設(shè)立一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。為了減少值班工作量，需要增加信號(hào)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。為了節(jié)省支出，煙臺(tái)廣播電視臺(tái)自主設(shè)計(jì)并制作了調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器，對(duì)補(bǔ)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行精確監(jiān)測(cè)，保障廣播電視安全播出。

1 設(shè)計(jì)要求

根據(jù)調(diào)頻廣播的特點(diǎn)和工作需要，調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器需要實(shí)現(xiàn)以下功能模塊。

（1）調(diào)頻解調(diào)模塊，根據(jù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容調(diào)整頻率、信號(hào)幅度，并能夠斷電記憶。

（2）彩條指示模塊，直觀顯示調(diào)頻廣播節(jié)目左、右聲道平衡及調(diào)制度情況。

（3）語音報(bào)警模塊，檢測(cè)調(diào)頻廣播信號(hào)情況，當(dāng)監(jiān)測(cè)到某一部發(fā)射機(jī)無調(diào)制信號(hào)或者缺少一路聲道（或幅度低于預(yù)設(shè)值），便立即聲光報(bào)警，并語音播報(bào)發(fā)射機(jī)故障情況。

（4）延遲電路模塊，根據(jù)節(jié)目特點(diǎn)，通過延時(shí)電路對(duì)節(jié)目進(jìn)行有選擇監(jiān)測(cè)。

（5）電源模塊，通過定時(shí)器實(shí)現(xiàn)與調(diào)頻發(fā)射機(jī)開、關(guān)機(jī)時(shí)間同步。

（6）報(bào)警器，具有串口控制接口和語音下載接口，并能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行編程，也可以增加模塊進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)容，增加短信或電話報(bào)警功能。

2 工作原理

本文設(shè)計(jì)的調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器工作原理如圖1所示。

圖1 調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器電路圖

調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器由調(diào)頻解調(diào)模塊、監(jiān)測(cè)顯示模塊、語音報(bào)警模塊、延時(shí)定時(shí)模塊（時(shí)控開關(guān)部分）、供電模塊五部分組成。調(diào)頻解調(diào)模塊通過天線接收左右聲道立體聲信號(hào)，送入到電平彩條指示模塊，進(jìn)行信號(hào)實(shí)時(shí)指示，然后在電平指示模塊4/12處拾取信號(hào)，經(jīng)延遲電路送入語音報(bào)警模塊。當(dāng)語音報(bào)警模塊輸入端無信號(hào)時(shí)，觸發(fā)語音報(bào)警低電平報(bào)警，從而播報(bào)事先設(shè)定好的報(bào)警語音。

2.1 調(diào)頻解調(diào)模塊

調(diào)頻解調(diào)模塊通過外置天線接收并解調(diào)調(diào)頻廣播信號(hào)，通過模塊上的旋鈕精準(zhǔn)調(diào)節(jié)頻率和幅度大小。模塊具備PLL數(shù)字鎖頻、電臺(tái)自動(dòng)儲(chǔ)存、斷電記憶等功能，分別輸出L，R兩路立體聲信號(hào)，分別監(jiān)測(cè)補(bǔ)點(diǎn)頻率87.5 MHz，89.2 MHz，92.5 MHz三個(gè)頻點(diǎn)，共6個(gè)聲道。

2.2 監(jiān)測(cè)顯示模塊

每個(gè)頻率接收模塊對(duì)應(yīng)雙12位雙聲道LED音樂頻譜電平指示模塊，模塊由三部分組成，分別為輸入部分、分頻濾波模塊以及控制顯示部分。輸入模塊為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定幅度范圍內(nèi)的信號(hào)源，接收外界音頻信號(hào)進(jìn)行放大，再把信號(hào)輸給下一級(jí)。分頻濾波模塊把信號(hào)分成12個(gè)頻段，分12路輸出，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償放大，以符合后續(xù)驅(qū)動(dòng)電壓要求，驅(qū)動(dòng)后面的顯示電路，以此顯示音頻各頻率段強(qiáng)度的變化?？刂骑@示模塊主要對(duì)前級(jí)的信號(hào)進(jìn)行顯示，以LED的發(fā)光個(gè)數(shù)來區(qū)別信號(hào)各頻段的幅度值，并在此基礎(chǔ)上加入LED指示燈，以該指示燈的亮度來表示輸入信號(hào)的有無與大小[1]。從音頻電平模塊發(fā)光二極管負(fù)極拾取音頻直流脈動(dòng)信號(hào)，二極管點(diǎn)亮?xí)r，負(fù)極是“0”信號(hào)?？紤]到電臺(tái)信號(hào)的特殊性，有時(shí)在語音間隔時(shí)，或音樂起伏低潮時(shí)，短時(shí)間內(nèi)頻偏很小，有時(shí)接近于零，在這個(gè)時(shí)間如果告警，肯定是錯(cuò)誤的。綜合以上因素，選擇12段指示器的4/12處采樣比較合適。同時(shí)，采樣信號(hào)電流要很小，避免采樣點(diǎn)發(fā)光二極管無信號(hào)點(diǎn)亮，并且要適當(dāng)延時(shí)避免誤告警。延時(shí)電路用RC延時(shí)電路實(shí)現(xiàn)[2]。

2.3 語音報(bào)警模塊

3套節(jié)目左、右聲道需監(jiān)測(cè)6路音頻信號(hào)，延時(shí)后的采樣信號(hào)分別送語音報(bào)警模塊的I01—I06口。語音報(bào)警模塊采用DTM3200系列版。該版帶USB更新語音內(nèi)容，支持單片機(jī)串口控制，每一個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè)語音播放內(nèi)容[3]。例如，當(dāng)87.5 MHz頻率對(duì)應(yīng)的電平指示模塊左聲道4/12處發(fā)光二極管拾取音頻直流脈動(dòng)信號(hào)為0時(shí)，送給語音報(bào)警模塊相對(duì)應(yīng)的輸入端為I01為0，觸發(fā)語音報(bào)警模塊報(bào)警，播報(bào)調(diào)頻87.5 MHz左聲道丟失。當(dāng)拾取左右聲道同時(shí)為0時(shí)，語音播報(bào)調(diào)頻87.5 MHz信號(hào)丟失。以此類推。通過串口配置，可以對(duì)輸入端口或排列組合對(duì)應(yīng)的語音報(bào)警進(jìn)行設(shè)置，以達(dá)到對(duì)信號(hào)及左右聲道的識(shí)別報(bào)警。除此之外，由于辦公室值班人員不是專職值班員，可能存在工作原因離開時(shí)段的情況，因此，可以采用帶有通信模塊的板卡，實(shí)現(xiàn)報(bào)警短信或電話撥打通知檢測(cè)人員。

2.4 延時(shí)定時(shí)模塊

由于調(diào)頻92.5 MHz節(jié)目開機(jī)時(shí)間比其他頻道晚10 min，這期間無法檢測(cè)到該頻道信號(hào)，報(bào)警器會(huì)誤報(bào)警。為解決此誤報(bào)警問題，增加兩只隔離二極管，通過延時(shí)電路S1接地，解除監(jiān)測(cè)，延時(shí)10 min后S1斷開，進(jìn)入正常監(jiān)測(cè)模式。延時(shí)模塊采用撥碼開關(guān)定時(shí)器，上電自動(dòng)復(fù)位，延時(shí)時(shí)間調(diào)整范圍為10 s～24 h。定時(shí)系統(tǒng)采用三路時(shí)鐘控制開關(guān)，可以獨(dú)立設(shè)定、輸出控制信號(hào)。這里選擇1路，第一路1a。由于節(jié)目開關(guān)及不同，需要選擇正常播出時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從圖1可以看出，將時(shí)控開關(guān)1a常開接點(diǎn)接入隔離二極管，通過開關(guān)控制監(jiān)測(cè)及退出監(jiān)測(cè)，具體控制時(shí)間設(shè)置，將正常播出時(shí)間段設(shè)為控制開關(guān)為“Off”狀態(tài)，非正常播出時(shí)間段設(shè)為“ON”狀態(tài)，通過以上措施保證各個(gè)發(fā)射機(jī)都能夠在各自的工作范圍內(nèi)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。第二路2a，通過時(shí)鐘控制器，設(shè)定開、關(guān)機(jī)時(shí)間，控制自動(dòng)調(diào)頻信號(hào)監(jiān)測(cè)機(jī)工作時(shí)間與發(fā)射機(jī)工作時(shí)間同步，延長(zhǎng)工作壽命，從而重啟初始化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2.5 供電模塊

設(shè)備外部輸入220 V電源，通過變壓器轉(zhuǎn)化為12 V電壓，再經(jīng)過整流、穩(wěn)壓，對(duì)設(shè)備供電。

3 制作和調(diào)試

調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器外殼采用拉絲不銹鋼材質(zhì)的2U標(biāo)準(zhǔn)定制機(jī)柜，尺寸為88 mm×480 mm×300 mm，可以獨(dú)立放置，也可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中。機(jī)箱正面根據(jù)結(jié)構(gòu)正視圖進(jìn)行開孔，而模塊根據(jù)俯視圖進(jìn)行安裝。調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。

圖2 調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器結(jié)構(gòu)俯視圖

圖3 調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器結(jié)構(gòu)正視圖

調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器安裝完成后，需要進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試內(nèi)容主要為調(diào)頻解調(diào)模塊的設(shè)置和語音模塊的配置。調(diào)頻解調(diào)模塊通過面板上的旋鈕設(shè)置，語音報(bào)警模塊通過串口控制接口對(duì)播放模式、音量等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，通過USB接口對(duì)語音內(nèi)容進(jìn)行設(shè)定。IO口組合播放最多可播放1 023段語音，設(shè)置一對(duì)一和多對(duì)一觸發(fā)語音[4-5]。例如，IO1口接調(diào)頻87.5 MHz左聲道，IO2口接調(diào)頻87.5 MHz右聲道，可將00001語音內(nèi)容設(shè)置為“調(diào)頻87.5 MHz左聲道丟失”，由IO1口0電平觸發(fā)；將00002語音內(nèi)容設(shè)置為“調(diào)頻87.5 MHz右聲道丟失”，由IO2口0電平觸發(fā)；將00003語音內(nèi)容設(shè)置為“調(diào)頻87.5 MHz音頻丟失”，由IO1，IO2口同時(shí)0電平觸發(fā)。以此類推，設(shè)置調(diào)頻89.2 MHz、92.5 MHz報(bào)警語音，以及三個(gè)頻道的排列組合，從而達(dá)到語音精確報(bào)警。

4 結(jié) 語

為滿足廣播電視安全播出要求，從經(jīng)濟(jì)利益出發(fā)，煙臺(tái)廣播電視臺(tái)根據(jù)補(bǔ)點(diǎn)臺(tái)站的具體情況，設(shè)計(jì)并制作了調(diào)頻廣播模塊化智能語音報(bào)警器，經(jīng)過調(diào)試和實(shí)際使用，達(dá)到了設(shè)計(jì)和使用效果，運(yùn)行穩(wěn)定，報(bào)警精確，為廣播電視安全播出提供了保障，能夠?yàn)槠渌麊挝淮祟惐O(jiān)控設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造提供一定的參考。