馬宏波

（牡丹江市衛(wèi)星地面收轉(zhuǎn)站，黑龍江 牡丹江 157011）

0 引 言

地面數(shù)字電視發(fā)射裝置在工作時具有瞬時電流大、局部電壓高以及高溫高頻等特點，極易導(dǎo)致部分電氣設(shè)備性能下降，觸發(fā)故障，導(dǎo)致停播。為了有效解決此類故障隱患，發(fā)射裝置基本做到了主/備發(fā)射機配置。同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)是連接主/備發(fā)射機和天饋系統(tǒng)的中間件，完成主/備發(fā)射機與天線、假負(fù)載之間的切換。由于手動切換耗時長，極易造成切換手柄不到位導(dǎo)致發(fā)射機的駐波故障，而電動切換也無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動保護等功能，仍然存在一定的安全播出事故風(fēng)險[1]。因此，為了加快智能化建設(shè)進程，進一步提高同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)的工作效率，同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制系統(tǒng)得到全面應(yīng)用，有效降低因發(fā)射裝置技術(shù)故障造成停播的概率。本文結(jié)合地面數(shù)字電視工作運行實際情況，對同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用進行解析，給出典型故障的排查方法。

1 同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制系統(tǒng)

同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制系統(tǒng)主要由電動同軸開關(guān)和控制器組成，能夠完成主/備發(fā)射機與天線、假負(fù)載的快速切換連接，同時有效保護發(fā)射機和假負(fù)載的正常運行。

1.1 工作原理

同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)有4 個接頭，可以順時針依次連接發(fā)射天線、主發(fā)射機、假負(fù)載及備發(fā)射機，如圖1所示。同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部由一個可以正反步進90°的電機進行驅(qū)動，實現(xiàn)以上4 種設(shè)備一對一的連接[2]。同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部設(shè)計了多個微動開關(guān)，可檢測4 種設(shè)備間接觸是否良好?？刂破魇沁@些設(shè)備的連接核心，由許多小型繼電器組成，能夠根據(jù)指令控制同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)的正反轉(zhuǎn)，實施對發(fā)射機、假負(fù)載的保護，并通過繼電器的吸合或斷開完成信號的傳輸或中斷，用來控制相關(guān)設(shè)備。

圖1 同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)的接口連接圖

1.2 主要功能

同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)主要具有以下功能：

（1）加電條件下，利用遠(yuǎn)程發(fā)送指令可自動控制4 種設(shè)備間的連接；

（2）斷電條件下，利用手動開關(guān)完成切換；

（3）具有通電保護機制，當(dāng)突發(fā)情況導(dǎo)致發(fā)射機斷開負(fù)載，可有效保護發(fā)射機組件；當(dāng)系統(tǒng)未處于工作狀態(tài)，可有效防止因散熱風(fēng)扇未啟動而導(dǎo)致假負(fù)載被燒毀現(xiàn)象。

2 同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制系統(tǒng)的指令傳輸鏈路

為了實時控制發(fā)射機A（主）、發(fā)射機B（備）、電動同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)、假負(fù)載以及遠(yuǎn)程控制計算機等設(shè)備的切換方式、時機等，同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制系統(tǒng)需要通過連接線與各設(shè)備構(gòu)建完整的指令傳輸鏈路[3]，如圖2 所示?？紤]到設(shè)備配置位置可能不同，連接線時需要考慮實際距離。

圖2 同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制系統(tǒng)與各設(shè)備間的指令傳輸鏈路

2.1 控制器電源及接地裝置

控制系統(tǒng)的控制器電源接入的是220 V 市電。根據(jù)地面數(shù)字電視發(fā)射機極易受到干擾的實際情況，通常情況下，會在電源前端接入SG-630 三相阻隔變壓器以隔離高頻干擾信號。由于控制器的金屬材質(zhì)需要考慮防雷擊問題，因此設(shè)置了地線接口的接地裝置。

2.2 發(fā)射機A 和發(fā)射機B

如圖2 所示，控制器通過連接線與發(fā)射機A 和發(fā)射機B 實現(xiàn)外部連鎖。此接口主要由同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)和電機控制，主要有以下幾種工作狀態(tài)[4]：

（1）當(dāng)控制器收到指令判斷發(fā)射機不應(yīng)處于工作狀態(tài)，此時外部連鎖會直接斷開，發(fā)射機將無法開機，故障燈亮；

（2）當(dāng)接入的假負(fù)載風(fēng)機可打開，且接入的天線檢測開關(guān)閉合，此時同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制外部連鎖處于閉合狀態(tài)，發(fā)射機故障燈滅，發(fā)射機可處于正常工作狀態(tài)；

（3）當(dāng)發(fā)射機A 的外部連鎖處于工作狀態(tài)，為有效控制發(fā)射機B 隨時可以作為備用機使用，可將發(fā)射機A 的外部連鎖與發(fā)射機B 的外部連鎖進行串接，并利用電機控制線路切換。

主/備發(fā)射機、假負(fù)載、遠(yuǎn)程控制計算機等設(shè)備與控制系統(tǒng)間的控制電路如圖3 所示?？梢钥闯觯刂破鞯耐獠抗?jié)點是由直流電24 V 電壓為同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)的電機供電，當(dāng)主發(fā)射機常閉開關(guān)K5 或備發(fā)射機常閉開關(guān)K6 處于斷開狀態(tài)時，電機則無法工作，即當(dāng)主/備發(fā)射機處于正常工作狀態(tài)時，控制系統(tǒng)的自動切換功能失去作用，發(fā)射機將無法使用保護機制。因此，當(dāng)電源正常供電，設(shè)備運行正常，需要開啟發(fā)射機保護機制時，發(fā)射機常閉開關(guān)可處于閉合狀態(tài)或直接將外部接點短接，保證電機的正常供電，同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)能夠正常接收指令，完成設(shè)備的切換。

圖3 同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制系統(tǒng)與各設(shè)備間的控制電路

2.3 同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)

將同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)的電機控制接口與控制器的電機控制線連接，保證電機能夠正常接收指令，實時控制轉(zhuǎn)換開關(guān)即可。

2.4 假負(fù)載

為了保證控制器電路在初次上電（空載）可以直接進入連續(xù)模式，需要控制假負(fù)載電路在上電時接入整個電路，充當(dāng)負(fù)載的作用。此時可展開驅(qū)動信號占空比，根據(jù)控制芯片的特性，驅(qū)動信號將一直工作在連續(xù)模式。如圖3 所示，控制器的假負(fù)載控制線通過電子開關(guān)分別與假負(fù)載的2 和3 兩個接口連接，當(dāng)假負(fù)載風(fēng)機處于工作狀態(tài)，電子開關(guān)閉合，否則開關(guān)將保持?jǐn)嚅_，即一旦假負(fù)載風(fēng)機無法正常工作，發(fā)射機同樣無法開機，可以解決風(fēng)冷未開啟時燒壞假負(fù)載的問題。

2.5 遠(yuǎn)程控制計算機

遠(yuǎn)程控制計算機主要實現(xiàn)實時調(diào)控控制器的假負(fù)載風(fēng)機電源對應(yīng)狀態(tài)、主/備機上天線對應(yīng)的位置狀態(tài)以及主/備機上天線對應(yīng)的遠(yuǎn)端控制等三組接口。

假負(fù)載風(fēng)機電源對應(yīng)狀態(tài)主要指的是能夠向遠(yuǎn)程控制計算機反饋假負(fù)載的實時狀態(tài)。J4 可視為電子開關(guān)，當(dāng)假負(fù)載工作時，J4 閉合，1 口會接收到輸入C 口傳輸?shù)? 個+5 V 信號。此時2 口可正常返回輸出C 口1 個+5 V 信號。當(dāng)返回信號為0 時，表示J4 斷開。

主/備機上天線對應(yīng)的位置狀態(tài)主要指的是在控制器接收到上天線指令后向遠(yuǎn)程控制計算機反饋是否完成了相應(yīng)操作。位置狀態(tài)接口分別為1、2、3 和4 口?？刂破魍ㄟ^輸入B 口傳輸3 個+5 V 信號至1 口。當(dāng)4 口能夠正常輸出1 個+5 V 信號至輸出B 口時，認(rèn)為備用發(fā)射機的上天線操作完畢，K9 開關(guān)處于閉合狀態(tài)。控制器通過輸入A 口傳輸1 個+5 V 信號至1 口，當(dāng)2 口能夠正常輸出1 個+5 V 信號至輸出A 口時，認(rèn)為主用發(fā)射機的上天線操作完畢，K11 開關(guān)處于閉合狀態(tài)。同理，當(dāng)返回信號為0，則上天線指令無法執(zhí)行，遠(yuǎn)程控制計算機會出現(xiàn)提示故障信息。

主/備機上天線對應(yīng)的遠(yuǎn)端控制主要指的是遠(yuǎn)程控制計算機向同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制器發(fā)出指令，完成主/備機上天線的一系列操作。工作原理與位置狀態(tài)控制基本一致。

3 典型故障排查與處置

3.1 發(fā)射機連鎖故障

執(zhí)行主/備發(fā)射機上天線指令時，常出現(xiàn)連鎖故障提示。此時，應(yīng)當(dāng)首先檢查同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制器連接的發(fā)射機外部連鎖接頭是否出現(xiàn)松動現(xiàn)象。若無松動現(xiàn)象，則繼續(xù)檢查整個連接線是否處于斷路狀態(tài)。若連接口和連接線均正常，則判斷同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)內(nèi)部故障，可直接短接外部連鎖接口以排除故障[5]。

執(zhí)行主/備發(fā)射機接入假負(fù)載時，可能出現(xiàn)連鎖故障提示。對此，主要考慮連鎖接口松動或接口損壞。此時可直接短接電路，即可解決問題。

3.2 發(fā)射機保護機制異常

前文提到，主/備發(fā)射機正常工作時，如果可以利用控制器或遠(yuǎn)程控制計算機通過指令完成切換操作，則視為發(fā)射機的保護機制出現(xiàn)異常。對此，首先需要檢查SG-630 三相阻隔變壓器連接處的開關(guān)是否處于閉合狀態(tài)，如若閉合，再檢查發(fā)射機連鎖的串聯(lián)結(jié)構(gòu)是否誤接為并聯(lián)結(jié)構(gòu)。

3.3 遠(yuǎn)程控制指令無法執(zhí)行

遠(yuǎn)程指令控制主/備發(fā)射機完成上天線操作時，當(dāng)同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)無響應(yīng)，需要檢查控制電源的連接是否正確，直接測量電壓值是否在5 ～24 V。

當(dāng)同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)有響應(yīng)，但返回的位置信息、狀態(tài)信息不正確，主要排查接口序號是否如圖3 所示連接。

4 結(jié) 語

現(xiàn)階段，同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)控制系統(tǒng)在地面數(shù)字電視中得到了廣泛應(yīng)用，對于發(fā)射臺站的正常運行起到了重要作用。本文深入研究控制系統(tǒng)的工作原理，解析了其與主/備發(fā)射機、假負(fù)載、天線等之間的連接關(guān)系和控制鏈路，給出了控制系統(tǒng)典型故障的排查方法，為技術(shù)人員的使用與維護提供了參考。