GME1F14調(diào)頻發(fā)射機(jī)告警電路設(shè)計

張海燕

（山西廣播電視局三二八臺，山西太原 030001）

北京吉兆電子有限公司生產(chǎn)的10 kW全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)，雖屬于大功率等級發(fā)射機(jī)，但配置簡潔，由控制單元、激勵器、電源、功率放大器四大方塊組成。其故障告警各司其職，沒有原來的發(fā)射機(jī)那樣專門設(shè)置一個控制單元，只由面板上的LED變色指示燈和內(nèi)部微型蜂鳴器實現(xiàn)，如果值機(jī)人員在值班室而不在發(fā)射機(jī)房，故障告警效能就較弱，不易引起值機(jī)員的警覺?；诖?，設(shè)計了GME1F14調(diào)頻發(fā)射機(jī)告警電路，為節(jié)目的安全播出提供保障。

1 發(fā)射機(jī)的原理

GME1F14調(diào)頻發(fā)射機(jī)由激勵器、功放、濾波器、定向耦合器、電源分配系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)構(gòu)成，激勵器采用意大利進(jìn)口的PTX30 CD/S 30W調(diào)頻立體聲激勵器。根據(jù)用戶要求可以采用1個或2個激勵器，采用兩臺激勵器時可以構(gòu)成一主一備形式提高發(fā)射機(jī)的可靠性。

激勵器輸出直接驅(qū)動發(fā)射機(jī)的功率放大器。功率放大器由多個最大輸出功率700 W的功放模塊組成，通過合適的功率分配和功率合成，實現(xiàn)大功率輸出。調(diào)頻10 kW發(fā)射機(jī)的功率放大器由1個2分配器、2個10分配器、20個功放模塊、2個10合成器、1個2合成器組成;每兩個功放模塊構(gòu)成一個熱插拔功放單元。

濾波器采用低通形式的濾波器，對發(fā)射機(jī)的高次諧波、雜散發(fā)射進(jìn)行濾波;定向耦合器耦合出正向功率和反向功率送到中央控制單元，進(jìn)行檢波、放大，向激勵器送出相應(yīng)的AGC電壓或負(fù)載大駐波保護(hù)控制信號。

控制系統(tǒng)對整臺發(fā)射機(jī)各部件的工作狀態(tài)進(jìn)行采集和監(jiān)控，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，根據(jù)各部件的工作狀態(tài)對發(fā)射機(jī)的工作進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;同時控制系統(tǒng)接收外界的控制命令控制發(fā)射機(jī)的工作。

電源分配系統(tǒng)對輸入的工作電源經(jīng)過合理的變換和分配，為發(fā)射機(jī)的各個部分提供合適的電源。

發(fā)射機(jī)主要采用強(qiáng)迫風(fēng)冷形式，整個制冷系統(tǒng)由多個軸流風(fēng)機(jī)構(gòu)成，在機(jī)柜后部的進(jìn)口風(fēng)機(jī)吹風(fēng)，在機(jī)柜頂部排風(fēng);激勵器、電源由自帶的風(fēng)機(jī)吹風(fēng)制冷。

2 設(shè)計告警器的原因

發(fā)射機(jī)具有遙測、遙控功能，可以通過PC機(jī)進(jìn)行發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)的檢測和手動設(shè)置，具有定時開關(guān)機(jī)、遙控開關(guān)機(jī)等功能。雖有配套的遠(yuǎn)程控制器可供選購，但由于經(jīng)濟(jì)條件一時不能購置，為增強(qiáng)故障告警效果，能不能設(shè)計一個作用明顯，價格低廉的告警器呢?利用發(fā)射機(jī)上完備的RS232和RS485串行接口完全可以實現(xiàn)這個目標(biāo)。

3 設(shè)計思想

很多因素，如輸入的音頻信號電平過大，造成鎖相環(huán)失鎖，都會使30W激勵器和微處理器發(fā)出保護(hù)性降功率指令，所以監(jiān)測PTX30 CD/S激勵器或者700W的功率就可以掌握整部發(fā)射機(jī)的主要工作狀態(tài)，激勵器和控制單元后面板上都有一個RS232 TELMEASURING（遙測）接口，其功能如表1所列。

表1 RS232遙測接口功能

通過手動調(diào)節(jié)激勵器輸出功率，測試RS232接口③腳電壓，得到功率/電壓特性如圖1所示，可以看出，功放的輸出功率能比較線性地用③腳電壓表達(dá)出來，只需用此電壓作為功率異常的信號，設(shè)計一個低于參考電壓VK，即聲光告警的電路。

圖1 10 kW發(fā)射機(jī)遙測接口③腳電壓特性

設(shè)定VK為基準(zhǔn)電壓，低于VK就輸出一個高電位，并要有一定的驅(qū)動負(fù)載的能力，我們自然想到運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較器（見圖2，圖3），運(yùn)算放大器的差動增益很高，可以比較，檢測微小的電壓差。運(yùn)放的同相端固定在VK上，當(dāng)反相端電壓低于VK時，運(yùn)放輸出端電壓被固定在最高值（接近電源電壓）;當(dāng)反相端電壓超過VK時，輸出電壓被固定在最低值（大約地電位）。

圖2 運(yùn)算放大器的比較特性

圖3是告警器的實際電路，激勵器和控制單元由ST82T328微處理器來控制，通過緩沖器輸出到遙測接口（TELMEASURING），為保護(hù)發(fā)射機(jī)內(nèi)部電路，要求告警電路的輸入阻抗大于15 kΩ，并加1N4148作為隔離二極管。200 kΩ用精密多圈調(diào)節(jié)電位器。擬在發(fā)射機(jī)輸出功率400 W（對應(yīng)③腳電壓2.4 V）時告警電路動作，考慮到輸入隔離二極管和分壓電阻的壓降，實際加到運(yùn)放HA17458反相端⑥腳電壓要低于2.4 V，故比較基準(zhǔn)端HA17458的⑤腳電壓宜在VK=1.6～1.7 V范圍，可選用低壓穩(wěn)壓管BS29A。為簡化和優(yōu)化設(shè)計，運(yùn)放輸出直驅(qū)固態(tài)繼電器（SSR）中的低耗（15 mA）發(fā)光二極管，選用3 V啟動電壓，交流220 V/10 A的固態(tài)繼電器，考慮到幾個SSR并聯(lián)使用后關(guān)斷電阻不再是無窮大，為減輕SSR的交流負(fù)荷，提高SSR的可靠性，增加一級220 V交流的通用繼電器RL，控制擔(dān)任聲光告警作用的交流負(fù)載，設(shè)置兩路聲光告警終端。

圖3 告警器電原理圖

在實際應(yīng)用中，將發(fā)射機(jī)輸出功率調(diào)到400 W，調(diào)節(jié)200 kΩ多圈電位器，使RL繼電器剛好吸合。這樣發(fā)射機(jī)在播出中輸出功率低于400 W時，機(jī)房、值班室同時發(fā)出聲光警告。

4 結(jié)束語

經(jīng)過兩年的使用，該告警器性能靈敏可靠，達(dá)到了設(shè)計要求。與原有的音頻信號圖示儀、監(jiān)聽等設(shè)備組成較完善的值機(jī)系統(tǒng)，為安全播出多了一份保障。

［1］國家廣播電影電視總局?jǐn)?shù)字（高清晰度）電視標(biāo)準(zhǔn)工作組.GY/Z175-2001電視廣播條件系統(tǒng)規(guī)范［S］.全國廣播電視標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，2001.9.

［2］北京同方吉兆科技有限公司.GME1F14 10kW調(diào)頻發(fā)射機(jī)使用說明書［Z］.北京.2007.