廣播發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究

孫偉峰+王淼兒+李文龍

摘 要：發(fā)射機與天饋線系統(tǒng)是廣播發(fā)射臺最為重要的組成，不但能產(chǎn)生高頻能量，且還能形成強電磁波輻射源，而這都會廣播發(fā)射臺自控系統(tǒng)帶來很大干擾，對發(fā)射臺設備的穩(wěn)定運行帶來極大影響。為保證廣播發(fā)射臺設備和及自控系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、正常運行，必須則應用針對、有效抗干擾技術(shù)。本文從廣播發(fā)射臺自控系統(tǒng)干擾源出發(fā)，對現(xiàn)階段抗干擾技術(shù)進行分析和總結(jié)。

關鍵詞：廣播發(fā)射臺；自控系統(tǒng)；抗干擾

廣播發(fā)射臺中的發(fā)射機自動化需要依靠微控系統(tǒng)達成，所以不但確保自控系統(tǒng)元件質(zhì)量，還需要周邊環(huán)境產(chǎn)生的干擾進行有效控制，以保證自控系統(tǒng)能安全、穩(wěn)定運行。這就需要設計自控系統(tǒng)時，要對有關干擾源有全面了解，并采取針對性抗干擾技術(shù)及方法，最大限度減少干擾源帶來的不利影響，進而確保發(fā)射臺自控系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，充分保障廣播信號質(zhì)量。

1 廣播發(fā)射臺自控系統(tǒng)干擾源

1.1 電磁波干擾

發(fā)射機在實際運行中會持續(xù)產(chǎn)生高頻電能，同時天饋線是強電磁波的一個發(fā)生體，這類高頻干擾勢必然會對發(fā)射臺自控系統(tǒng)運行產(chǎn)生較大影響。且某些功率的發(fā)射機周邊的強電磁場內(nèi)，不管是設備外殼，還是導線均會產(chǎn)生較大的感應電動勢，進而對自控系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。同時，繼電器動作、電子管過流及大電流觸合或者斷等能夠產(chǎn)生瞬間脈沖干擾，且其信號為較寬頻譜，對發(fā)射臺自控系統(tǒng)運行帶來直接影響，不利于設備的穩(wěn)定運行。

1.2 信號通道接口引入干擾

發(fā)射臺內(nèi)部的自動化裝置、控制對象及有關設備間均依靠信號通道完成連接，所以在模擬量、開關量取樣輸入和控制開關、模擬控制輸出等過程中均存在干擾串入，特別是長距離線路、電路阻抗未能合理匹配均會造成干擾信號串入，進而對發(fā)射臺自控系統(tǒng)帶來干擾。

1.3 電源引入干擾

廣播發(fā)射臺的電氣裝置中，共用電源是相對常見的，如自控系統(tǒng)和其它設備同用一個電源時，對自控系統(tǒng)會帶來較大干擾，而出現(xiàn)誤動作，直接影響到整個發(fā)射臺運行。原因在于電氣設備內(nèi)的元件大部分是存在電感效應，在大電流切換中，在瞬間形成的過電壓會帶來脈沖干擾，而脈沖電壓會對自控系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。

2 抗干擾技術(shù)分析

2.1 硬件方面

在應用硬件抗干擾技術(shù)前，必須對干擾源有一個全面分析，要明確受干擾部位，然后才能采取針對、有效技術(shù)，主要這幾種技術(shù)：

（1）屏蔽技術(shù)，應用金屬盒把自控設備屏蔽是抗電磁波干擾最為常用，也是最有效的一個技術(shù)。一般有兩種屏蔽方式，一是電屏蔽。比如：銅、鋁等導電材料；二是磁屏蔽。比如：鐵、鐵鎳合金等導磁材料。前種主要用于高頻電磁場，后種主要用于低頻電磁場。對要求較高、低頻電磁場要實現(xiàn)良好屏蔽場地，可用多種金屬材料形成多層屏蔽。比如：在發(fā)射機房，因具有很強的電磁場，在內(nèi)、外層應應用銅網(wǎng)，同時要妥善接地，要不然不能發(fā)揮屏蔽效用，還反而成為電磁波經(jīng)過載體。

（2）濾波技術(shù)，就這是抗高低頻干擾一種重要技術(shù)?？稍谖⑿陀嬎銠C電源接口處加裝較大容量電解電容，如此和高頻電容形成串聯(lián)，充當電源去耦濾波，還可加裝一個濾波網(wǎng)絡。發(fā)射臺內(nèi)部自控系統(tǒng)及設備一般是由多個電路板構(gòu)成，因而可在每個電路板裝配穩(wěn)壓塊，以構(gòu)成獨立供電系統(tǒng)，可有效防御板間干擾。自控系統(tǒng)及相關設備的電源進線需外設接口，所有控制繼電器需要接上高頻旁路電容。在模擬量入口處加裝退耦電路能有效降低干擾。濾波電容引線盡量要短，且要裝于需濾波之處。

（3）接地技術(shù)，正確接地能達到良好的抗干擾效用。對于地線，必須科學布置，避免成環(huán)路。自控系統(tǒng)的模擬、屏蔽等地線必須分開，均直接接到系統(tǒng)地線。如此可有效避免應用公共地線帶來的干擾。對于多芯通信電纜，需要選定一芯作為專門的通信地線，不需要在屏蔽層建立回路，如此可降低發(fā)射機的電磁干擾。對于自控系統(tǒng)地線要選用寬銅帶并要獨立埋設，不得借用其他地線。

（4）隔離技術(shù)，這是一種把干擾源和受干擾區(qū)域隔開達到抗干擾的技術(shù)。主要用這幾種方式：一是變壓器隔離，一般是用來隔離電源與模擬量。比如：電源輸入處應用1：1隔離變壓器，讓自控系統(tǒng)和外電網(wǎng)不能共地，以抗電網(wǎng)帶來的干擾。此外，應用模擬量隔離放大器能夠讓模擬量的輸入和輸出處和電源隔離。二是繼電器隔離，常用于數(shù)字量傳輸、電源隔離等方面。繼電器觸點可承受較大電流，能實現(xiàn)功率驅(qū)動。三是光電隔離，這是一種效果更高的方式?；谄溟_關特性可實現(xiàn)數(shù)字量傳輸，也可應用光電耦合器線性區(qū)，對模擬信號實現(xiàn)進項傳送。原因在于光電耦合器體小，成本較低，易實現(xiàn)；且發(fā)光二極管動態(tài)內(nèi)阻較小，但干擾源內(nèi)阻通常較大，因此可送至光耦輸入端干擾信號極弱，進而達到抗御干擾的目的。

2.2 軟件方面

在單一應用硬件技術(shù)很難達到理想的抗干擾效果時，或一些硬件抗干擾技術(shù)操作復雜、運作成本高，難易實現(xiàn)的，可應用專業(yè)軟件技術(shù)來達成抗干擾目的。所以，為提高發(fā)射臺自控系統(tǒng)的抗干擾效用，可采取軟、硬件技術(shù)結(jié)合方式。當前，常用的軟件抗干擾技術(shù)有這幾種：

（1）軟件的自診斷。在進行程序編制時，將自控系統(tǒng)操作空余時間充分應用好，對計算機CPU運行狀態(tài)開展自檢，同時對各接口的狀態(tài)開展檢查，如此在運行參數(shù)發(fā)生錯誤或異常時，能夠第一時間發(fā)出報警，便于人工及時查檢。

（2）采樣數(shù)字濾波。即通過既定程序來算出降低干擾在整體信號中的占比。比如：提高模擬量采樣次數(shù)，然后對采樣值科學排序，再將最大和最小兩個值去掉，算出平均數(shù)，如此可有效減少隨機脈沖產(chǎn)生的干擾，獲取到相對穩(wěn)定取樣值。

（3）設中斷程序。自控系統(tǒng)程序在執(zhí)行中會受干擾而無法正常運行，原因在于干擾對CPU的程序計數(shù)器運行造成破壞?；诖?，可在用戶程序多處設恢復程序段，即中斷程序。一旦進入該程序，可讓系統(tǒng)恢復到正常狀態(tài)。

3 結(jié)語

總之，在對干擾源進行系統(tǒng)分析基礎上，采取針對性軟、硬件結(jié)合方法能夠有效減少或消除高頻能量的干擾，使廣播發(fā)射臺自控系統(tǒng)能穩(wěn)定、正常運行，進而確保廣播信號穩(wěn)定性，提高廣播質(zhì)量。

參考文獻

[1]張帆.OPC技術(shù)在廣播發(fā)射臺自動化控制系統(tǒng)中的應用[J].信息通信，2014，02：126-128.

[2]王永山.微型計算機原理與應用[M].西安電子科技大學出版社，1999（12）：255-256.

[3]李偉.廣播發(fā)射臺自動控制與監(jiān)測系統(tǒng)[J].硅谷，2012，17：16-17.