五九四臺(tái)調(diào)頻機(jī)房技術(shù)改造

王殿超

【摘 要】為了滿足503工程對(duì)調(diào)頻發(fā)射機(jī)播出質(zhì)量及相對(duì)應(yīng)配套設(shè)施的要求，提高用戶收聽質(zhì)量，五九四臺(tái)調(diào)頻機(jī)房安裝了新的發(fā)射機(jī)，采用發(fā)射機(jī)一主一備模式，并對(duì)電力、節(jié)目傳輸、及監(jiān)聽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)做了改造。

【關(guān)鍵詞】調(diào)頻發(fā)射機(jī)；節(jié)目傳輸；監(jiān)測(cè)

1 存在問(wèn)題

五九四臺(tái)為了支持503工程，于2005年在西安市安裝了兩部陜西如意廣播電視設(shè)備有限公司生產(chǎn)的FM103SII型10kW全固態(tài)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)，分別播出中央人民廣播電臺(tái)第三套和第二套節(jié)目，頻率為95.5MHz和103MHz。

自調(diào)頻機(jī)房發(fā)射機(jī)開播以來(lái)已有十年，現(xiàn)在調(diào)頻機(jī)房面臨以下問(wèn)題：

1.1 設(shè)備老化

兩部調(diào)頻發(fā)射機(jī)播音時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)相關(guān)備機(jī)，檢修維護(hù)時(shí)間少，從而導(dǎo)致印刷電路板、大電流器件加速老化，造成調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)不穩(wěn)定，故障頻發(fā)，影響播出效果，而且有很大的安全播出隱患。

1.2 維修問(wèn)題

隨著科技發(fā)展的日新月異，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也加快，F(xiàn)M103SII型調(diào)頻發(fā)射機(jī)廠家已經(jīng)停產(chǎn)，相關(guān)元器件很難采購(gòu)到，給維修造成很大的困難。

1.3 供電問(wèn)題

五九四臺(tái)調(diào)頻機(jī)房所使用的供電線路為一路農(nóng)業(yè)用電，非電力專線，經(jīng)常出現(xiàn)電力中斷現(xiàn)象；另一路為發(fā)電機(jī)發(fā)電，但是無(wú)法保證不間斷播出。

1.4 節(jié)目源問(wèn)題

調(diào)頻機(jī)房雖然有C波段、KU波段兩路衛(wèi)星節(jié)目源，但是沒有配備音頻四選一，當(dāng)節(jié)目源出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)無(wú)法自動(dòng)切換到另一路，必須人工手動(dòng)切換。

2 技術(shù)改造方案

由上述問(wèn)題可以看出，調(diào)頻機(jī)房在安全播音方面存在安全隱患，為了提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的調(diào)頻廣播節(jié)目，五九四臺(tái)特對(duì)調(diào)頻機(jī)房進(jìn)行停機(jī)改造，主要內(nèi)容有：

2.1 安裝新的衛(wèi)星天線

原來(lái)衛(wèi)星天線基座不穩(wěn)，并且衛(wèi)星天線支架有銹蝕，因此重新做了衛(wèi)星天線基座，并更換了新的衛(wèi)星天線，安裝了C波段、KU波段一主一備兩部衛(wèi)星天線。一主一備解決了以下問(wèn)題：當(dāng)主用節(jié)目源出現(xiàn)問(wèn)題，可以立即切換到備用節(jié)目源使用；當(dāng)日凌、雪衰、雨衰發(fā)生時(shí)，保證有一路節(jié)目源可用，保證播出的不間斷性。

2.2 完善節(jié)目傳輸系統(tǒng)

節(jié)目傳輸系統(tǒng)包括功分器、接收機(jī)、音頻四選一等設(shè)備。音頻四選一的輸入為C波段、KU波段各一路節(jié)目源，輸出A路到主機(jī)、B路到備機(jī)。節(jié)目傳輸系統(tǒng)框圖如下圖1所示：

2.3 電力改造

電力系統(tǒng)使用一路外電，一路發(fā)電機(jī)，當(dāng)外電中斷時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)切換到發(fā)電機(jī)供電。兩路供電接UPS，外電中斷啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的過(guò)程中，使用UPS供電，不會(huì)造成節(jié)目停播。

2.4 發(fā)射機(jī)的更新

五九四臺(tái)新裝兩臺(tái)哈里斯FAX 10kW發(fā)射機(jī)作為主機(jī)，同時(shí)增加兩臺(tái)調(diào)頻發(fā)射機(jī)作為備機(jī)，每個(gè)播音頻率都采用一主一備模式，減少停播率。

2.5 發(fā)射機(jī)控制軟件及監(jiān)測(cè)軟件

增加了發(fā)射機(jī)自動(dòng)開關(guān)機(jī)關(guān)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)射機(jī)的自動(dòng)控制；監(jiān)測(cè)軟件同時(shí)監(jiān)測(cè)節(jié)目源和發(fā)射機(jī)播出質(zhì)量并存儲(chǔ)，節(jié)目源或發(fā)射機(jī)出現(xiàn)異態(tài)及時(shí)告警，值班人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并處理。

3 調(diào)頻發(fā)射機(jī)、自動(dòng)化系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

調(diào)頻發(fā)射機(jī)是發(fā)射機(jī)房的核心，其開關(guān)機(jī)和節(jié)目的監(jiān)聽監(jiān)測(cè)都是通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，下面著重介紹調(diào)頻發(fā)射機(jī)和自動(dòng)化系統(tǒng)。

3.1 調(diào)頻發(fā)射機(jī)

調(diào)頻發(fā)射機(jī)采用哈里斯FAX 10kW型發(fā)射機(jī)，具有技術(shù)指標(biāo)好、發(fā)射效率高、設(shè)備擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，滿足了廣播發(fā)射技術(shù)的要求。

FAX 10kW發(fā)射機(jī)有三種工作模式：標(biāo)準(zhǔn)模式（Normal）、基本硬件模式（Basic hardware control）、生命支持模式（Life support control）。標(biāo)準(zhǔn)模式下，發(fā)射機(jī)的全部主要控制由硬件完成，且硬件可受微處理器控制；基本硬件控制模式下，可以保證當(dāng)微處理器模塊禁用或故障的情況下，微處理器模塊與控制系統(tǒng)斷開，不會(huì)中斷發(fā)射機(jī)的基本運(yùn)行，但一些自動(dòng)工作模式無(wú)法使用；生命支持模式下，可以通過(guò)系統(tǒng)接口板的生命支持硬件實(shí)現(xiàn)控制功能，保證發(fā)射機(jī)正常運(yùn)行。

FAX 10kW發(fā)射機(jī)主要由激勵(lì)器、電源單元、控制單元、功率放大系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成。發(fā)射機(jī)采用雙激勵(lì)器，其中靠下的激勵(lì)器為主用激勵(lì)器，當(dāng)主用激勵(lì)器發(fā)生故障時(shí)，發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)切換到備用激勵(lì)器；電源模塊為熱插拔式，支持三種類型的交流電源：?jiǎn)蜗?90V-264V、三相190V-264V（無(wú)中性線）、三相330V-460V（需中性線）；控制單元可以選擇本地控制、遠(yuǎn)程控制以及控制模式；功放模式支持熱插拔，每個(gè)功放模塊包含兩個(gè)功率放大器；冷卻系統(tǒng)采用多個(gè)內(nèi)部風(fēng)機(jī)組成的強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻，帶走信號(hào)發(fā)生及放大時(shí)產(chǎn)生的熱量，采用封閉式冷卻系統(tǒng)利用空調(diào)降低機(jī)房溫度。

FAX 10kW發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)：風(fēng)冷冷卻；FM、FM+HD、HD和DRM+四種工作模式；寬帶設(shè)計(jì)，頻率在調(diào)頻頻段88-108MHz可調(diào)；熱插拔電源模塊和功放模塊；可選配GatesAir多種型號(hào)的激勵(lì)器或其它品牌的激勵(lì)器，并具有雙激勵(lì)器能力；可以通過(guò)I/O、以太網(wǎng)和SNMP進(jìn)行控制；微處理器模塊故障時(shí)，備份硬件控制保證發(fā)射機(jī)的正常工作。

3.2 自動(dòng)化系統(tǒng)

3.2.1 發(fā)射機(jī)定時(shí)開關(guān)機(jī)程序

首先要對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行設(shè)置：確認(rèn)并設(shè)置發(fā)射機(jī)的IP地址，通過(guò)登陸發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程控制網(wǎng)頁(yè)設(shè)置SNMP參數(shù)，Read-Only1 手動(dòng)輸入public，Read-Write1 手動(dòng)輸入private，輸入是不要加任何空格符號(hào)。

其次在IP地址與發(fā)射機(jī)具有相同VLAN段的工控機(jī)上安裝并配置發(fā)射機(jī)定時(shí)開關(guān)機(jī)程序：按照星期、時(shí)間、操作（開機(jī)或關(guān)機(jī)）、啟用選項(xiàng)等編輯定時(shí)表，并輸入發(fā)射機(jī)IP。

最后點(diǎn)擊運(yùn)行，與發(fā)射機(jī)通訊正常后可顯示發(fā)射機(jī)的輸出功率和駐波比等。應(yīng)用此程序進(jìn)行定時(shí)開關(guān)機(jī)時(shí)發(fā)射機(jī)處于遙控狀態(tài)，否則不能正常使用。

3.2.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用DGN-F型幅度監(jiān)測(cè)儀，它是北京國(guó)廣電科技有限公司研制的數(shù)字、模擬視音頻綜合監(jiān)測(cè)儀，具有數(shù)字音頻和模擬視音頻幅度的采集、分析、顯示、告警以及存儲(chǔ)日志等功能。

DGN-F型幅度監(jiān)測(cè)儀的產(chǎn)品特性：

1）采用分離式設(shè)計(jì)方案，由硬件和軟件組成。硬件部分采用標(biāo)準(zhǔn)的2U機(jī)箱，由控制板和三種子板組成，三種子板包括：數(shù)字音頻子板、模擬音頻子板和模擬視頻子板，控制板由現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列FPGA設(shè)計(jì)，具有高性能的數(shù)據(jù)處理能力；軟件部分安裝在專用工控機(jī)上，工控機(jī)與硬件部分之間通過(guò)TCP/IP協(xié)議連接接入局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

2）插板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方便安裝、檢修、子板更換。模擬音頻子板、模擬視頻子板、數(shù)字音頻子板可以根據(jù)需求組合使用。同一部設(shè)備可以同時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)字音頻信號(hào)、模擬音頻信號(hào)和模擬視頻信號(hào)。

3）信號(hào)輸入路數(shù)可選。單板中，數(shù)字音頻子板可支持2路AES/EBU輸入；模擬音頻子板可支持4路模擬音頻輸入；模擬視頻子板可支持4路模擬視頻輸入，整機(jī)最多可以擴(kuò)展到8塊單板。

4）提供16路平衡數(shù)字輸入通道，32路非平衡模擬輸入通道，16路視頻BNC模擬視頻通道。單機(jī)最多可同時(shí)監(jiān)測(cè)16路數(shù)字立體聲或者32路單聲道音頻信號(hào)，或者16路模擬視頻和16路模擬音頻。

5）具備停播監(jiān)測(cè)、調(diào)幅度監(jiān)測(cè)、閉環(huán)監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)異常發(fā)生時(shí)能進(jìn)行聲光報(bào)警，并可人工解除報(bào)警。按照要求，需要監(jiān)測(cè)衛(wèi)星接收機(jī)的節(jié)目源信號(hào)以及發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)。衛(wèi)星接收機(jī)的模擬輸出通過(guò)卡儂頭直接連接監(jiān)測(cè)儀的輸入，采用多路音頻接收器接收發(fā)射機(jī)信號(hào)，并通過(guò)音頻分配器分別輸出到監(jiān)測(cè)器和監(jiān)測(cè)工控機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)的框圖如下圖2：

4 總結(jié)

五九四臺(tái)調(diào)頻機(jī)房技術(shù)改造后，調(diào)頻發(fā)射機(jī)采用一主一備模式，節(jié)目源有兩路并通過(guò)音頻四選一自動(dòng)選擇可用信號(hào)，電力系統(tǒng)也通過(guò)發(fā)電機(jī)和UPS等措施加強(qiáng)外電保證，這些硬件設(shè)施保證了調(diào)頻發(fā)射機(jī)不間斷、高質(zhì)量的播出；安裝了發(fā)射機(jī)自動(dòng)化及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等軟件，發(fā)射機(jī)可以定時(shí)自動(dòng)開關(guān)機(jī)，可以監(jiān)聽監(jiān)測(cè)播出節(jié)目質(zhì)量。通過(guò)實(shí)地的節(jié)目收測(cè)，節(jié)目播出質(zhì)量大幅度提高，滿足西安地區(qū)用戶對(duì)95.5MHz和103MHz節(jié)目的收聽要求，提高五九四臺(tái)安全播音工作的整體水平。

【參考文獻(xiàn)】

[1]北京國(guó)廣電科技有限公司 DGN-32F數(shù)字/模擬視音頻幅度監(jiān)測(cè)儀操作手冊(cè).

[2]哈里斯Flexiva FAX-HP Series 說(shuō)明書.

[責(zé)任編輯：張濤]