王書剛

（山東廣播電視臺(tái)，山東 濟(jì)南 250062）

0 引言

山東廣播電視臺(tái)現(xiàn)有多套調(diào)頻廣播節(jié)目。節(jié)目發(fā)射工作既要保證發(fā)射的節(jié)目信號(hào)不間斷，又要保證有較好的節(jié)目質(zhì)量。為了更好地完成安全播出任務(wù)，監(jiān)測發(fā)射信號(hào)的連續(xù)性和大小，方便值班員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障，機(jī)房先后安裝了調(diào)頻廣播有線報(bào)警系統(tǒng)和無線報(bào)警系統(tǒng)。兩種報(bào)警系統(tǒng)以不同的方式運(yùn)行，互為備用。各報(bào)警器既能發(fā)現(xiàn)音頻信號(hào)故障，也能發(fā)現(xiàn)射頻信號(hào)故障，為安全播出提供了良好的保障。

1 有線報(bào)警系統(tǒng)

1.1 信號(hào)的拾取

有線報(bào)警系統(tǒng)信號(hào)的拾取過程如圖1 所示。信號(hào)的拾取要考慮對(duì)信號(hào)播出的影響，射頻信號(hào)RF從發(fā)射機(jī)正向功率測量口取得（對(duì)播出無影響），送入FM 接收機(jī)，通過調(diào)諧、鑒頻等解調(diào)輸出音頻信號(hào)。信號(hào)線采用屏蔽電纜，外皮接地，以減少外部干擾。檢測口平時(shí)并不使用，從正向功率檢測口拾取射頻信號(hào)，不會(huì)影響到信號(hào)的播出，十分安全。這樣，當(dāng)發(fā)射機(jī)故障影響播出，也同樣能檢測出來。

圖1 信號(hào)的拾取

1.2 模擬信號(hào)變數(shù)字信號(hào)

模擬信號(hào)變數(shù)字信號(hào)的電路如圖2 所示。模數(shù)變換電路包括音頻信號(hào)放大電路、音頻信號(hào)的整流濾波電路、開關(guān)電路、模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)電路幾個(gè)部分。音頻信號(hào)（L 或R）經(jīng)放大分成兩路，一路為A 信號(hào)送入顯示電路，另一路經(jīng)整流濾波進(jìn)入開關(guān)電路，從開關(guān)電路到由IC1NE555 組成的數(shù)字轉(zhuǎn)化電路，NE555 的3 腳輸出數(shù)字信號(hào)1 或0。

圖2 模擬信號(hào)變數(shù)字信號(hào)

1.3 故障報(bào)警電路

故障報(bào)警電路如圖3 所示，由延時(shí)、報(bào)警電路組成，主要部件是NE555，其定時(shí)器功能主要由內(nèi)部的兩個(gè)比較器決定輸出“1”或“0”。2 腳為低觸發(fā)端置“1”端，6 腳為高觸發(fā)端置“0”端，7 腳是放電端，4 腳是直接清零端，當(dāng)此端接低電平時(shí)，時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR，TH 為何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)接高電平。當(dāng)音頻信號(hào)正常時(shí)，B 為高電平，延時(shí)電路IC2 不工作，IC2的3 腳輸出低電平。B 的高電平通過反相器IC4 變?yōu)榈碗娖?，IC3 不工作，其3 腳輸出低電平，故障電路不工作。當(dāng)音頻信號(hào)S 中斷時(shí)，B 變?yōu)榈碗娖?，IC2 延時(shí)電路工作，IC2 的3 腳輸出高電平，大約12 秒（可調(diào)），同時(shí)，B 端經(jīng)IC4 變相器輸出為高電平，IC4 的4 腳變?yōu)楦唠娖?，OC3 的6 腳為高電平輸入，啟動(dòng)IC3 工作，輸出低電平，如果此時(shí)中斷信號(hào)繼續(xù)存在，延時(shí)電路12 秒結(jié)束后恢復(fù)原狀態(tài)，即IC2 腳3 輸出低電平，而此時(shí)IC4 輸出高電平，IC3的2 腳低電平置1，IC3 的3 腳輸出高電平，固態(tài)繼電器GJ2 吸合，啟動(dòng)報(bào)警電路聲光報(bào)警[1]。

圖3 故障報(bào)警電路

1.4 故障顯示電路

顯示電路由LM3914 組成，如圖4 所示。該電路實(shí)際為充放電演示器電路，2 腳接地，3 腳接正電源，4 腳發(fā)光管為最低亮度設(shè)定，5 腳為輸入端，6腳發(fā)光二極管為最高亮度設(shè)定，7腳輸出基準(zhǔn)電壓，8 腳設(shè)定基準(zhǔn)電壓，LM3914 的1 腳及10～18 腳共10 個(gè)腳接10 個(gè)發(fā)光二極管的負(fù)極，為點(diǎn)動(dòng)方式，當(dāng)信號(hào)A 中斷，故障報(bào)警喇叭響起，10 只發(fā)光二極管呈點(diǎn)動(dòng)方式亮起。

圖4 顯示電路

2 無線報(bào)警系統(tǒng)

無線報(bào)警器由6 路調(diào)諧器和故障報(bào)警器組成。

2.1 6 路FM 調(diào)諧器

6 路FM 調(diào)諧器框圖如圖5 所示。6 路FM 調(diào)諧器由低噪聲放大器、變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號(hào)處理、控制及電源等部分組成。天線接收的FM 射頻信號(hào)先進(jìn)行低噪聲放大，然后在自動(dòng)增益AFC 控制下進(jìn)行混頻輸出中頻信號(hào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入到數(shù)字信號(hào)處理器，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，通過鑒頻等步驟輸出左右路音頻信號(hào)。6 路調(diào)諧器還要測試接收射頻信號(hào)的場強(qiáng)，并將場強(qiáng)大小以數(shù)字形式顯示在調(diào)諧器每個(gè)頻道的液晶顯示器上。左右音頻信號(hào)放大后通過連接線輸出到故障報(bào)警電路，以顯示每個(gè)頻道左右路的電平大小，當(dāng)信號(hào)中斷或較小時(shí)（以設(shè)置值為參考，如設(shè)置門限值為-30 dB），故障報(bào)警電路發(fā)出聲光報(bào)警。6 路調(diào)諧器使用的DSP[2]調(diào)諧芯片采用專用集成電路設(shè)計(jì)制造，鎖相環(huán)（Phase Locked Loop，PLL）[3]電控?cái)?shù)字調(diào)諧，可以把當(dāng)前的頻率、場強(qiáng)及信噪比等都運(yùn)算好，儲(chǔ)存在內(nèi)部寄存器中，主控芯片只需要讀取，因此它接收穩(wěn)定，性能可靠。6 路FM 調(diào)諧監(jiān)測器同時(shí)監(jiān)測6 路廣播頻點(diǎn)的運(yùn)行狀況，可以從面板上直觀看出當(dāng)前各個(gè)頻道的場強(qiáng)及信號(hào)電平大小，還可以通過串口向PC 上傳監(jiān)測點(diǎn)的頻率、場強(qiáng)、信噪比等，也可以通過串口監(jiān)聽音頻輸出情況[4]。

圖5 6 路FM 調(diào)諧器

2.2 音頻故障報(bào)警器

音頻故障報(bào)警電路包括音頻左右路信號(hào)電平大小動(dòng)態(tài)顯示、故障延時(shí)報(bào)警、故障頻道指示燈報(bào)警以及報(bào)警時(shí)間計(jì)時(shí)等部分。6 路調(diào)諧器輸出通過信號(hào)線（每個(gè)頻道左右路）在報(bào)警器后面連接音頻故障報(bào)警器。音頻故障報(bào)警器正面有6 組12 路（每個(gè)頻道左右2 路信號(hào)）音頻信號(hào)電平液晶顯示，信號(hào)電平大小從-96 dBfs 到0 dBfs，隨接收信號(hào)的強(qiáng)弱動(dòng)態(tài)顯示每個(gè)頻道左右路信號(hào)的電平值。當(dāng)哪個(gè)頻道信號(hào)中斷或信號(hào)較?。ㄓ稍O(shè)定的門限值判定，一般設(shè)置為-20 dBfs 或-30 dBfs），先延時(shí)12 s（可設(shè)定），再進(jìn)行聲光報(bào)警，喇叭響起，頻道下面的指示燈閃爍，提示值班員處理，當(dāng)信號(hào)恢復(fù)后報(bào)警隨即消失。6組音頻故障報(bào)警器可監(jiān)測12路或24路（2個(gè)）音頻，左右2 路為一個(gè)頻道，監(jiān)測路數(shù)可任意設(shè)定，報(bào)警時(shí)間可調(diào)（10～60 s）[5]。報(bào)警器還具有頻道暫時(shí)停用功能，當(dāng)某個(gè)頻道需要暫時(shí)關(guān)閉，可按下該頻道電平顯示通道下面的燈光報(bào)警按鈕，燈光關(guān)閉，該頻道報(bào)警器暫時(shí)停用，再次使用時(shí)按下燈光按鈕，該頻道報(bào)警器恢復(fù)工作。LNA 為低噪聲、高增益放大器，噪場系數(shù)NF 為1 dB，能夠改善電路噪聲。

2.3 無線報(bào)警器的安裝

將6 路調(diào)諧器和故障報(bào)警器安裝在廣電中心大樓機(jī)房控制臺(tái)上，調(diào)諧器輸出連接報(bào)警器，工作人員在值班時(shí)能夠方便地查看報(bào)警器，并迅速處理值班業(yè)務(wù)。有的節(jié)目在距廣電中心大樓西南方向約4～6 km 的山上播出，值班機(jī)房又處在廣電中心大樓的東北側(cè)，由于大樓對(duì)信號(hào)有一定的屏蔽作用，接收信號(hào)有時(shí)比較弱。信號(hào)弱的頻道的接收天線需要接得長一些，保持方向好一些，以增強(qiáng)接收信號(hào)的強(qiáng)度。根據(jù)實(shí)際情況，將延時(shí)設(shè)置在12 s，接收信號(hào)門限設(shè)置在-30 dB，既能減少報(bào)警次數(shù)，又能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，保障安全播出。

3 結(jié)語

兩套調(diào)頻廣播報(bào)警系統(tǒng)安裝運(yùn)行后，系統(tǒng)界面直觀簡單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，使用方便，為安全播出提供了基本保障，特別是在重大節(jié)日及其他重要保障活動(dòng)安全播出中發(fā)揮了較好作用。值班員借助報(bào)警系統(tǒng)，既能發(fā)現(xiàn)信號(hào)中斷、信號(hào)弱的問題，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)射機(jī)故障問題，迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行處理，保證了多套節(jié)目的安全播出。