大功率短波發(fā)射機數(shù)據(jù)采集與信號隔離的原理和設(shè)計

摘 要：在我國，一種發(fā)射短波的機器被稱為短波發(fā)射機，主要應用在傳播廣播電視信號行業(yè)中，需要注意的是短波發(fā)射機對于調(diào)制的音頻頻率在工作過程中是比較高的，所以對操作人員的調(diào)控技術(shù)也有了很高的要求，但是在實際操作中往往會使短波發(fā)射機的信號質(zhì)量較差，本文首先主要分析研究了功率短波發(fā)射機數(shù)據(jù)采集，然后研究了信號隔離的原理和設(shè)計。

關(guān)鍵詞：發(fā)射機;數(shù)據(jù);分析;隔離;設(shè)計

1 短波發(fā)射機的概述及分類

1.1 發(fā)射機激勵器

激勵器屬于一種單邊帶信號的器件。主要工作內(nèi)容之一就是進行調(diào)制，運行狀態(tài)是將帶信號形成需要的單邊或者獨立單邊信號;經(jīng)過變頻過程，在將上述已經(jīng)調(diào)制好的信號搬移到發(fā)射頻率，當達到足夠的功率時可以推動線性功率放大器。單邊帶調(diào)制器石油平衡調(diào)制器和邊帶率邊器組成的，輸出信號的表現(xiàn)形式是一個載波被抑制的上下邊帶信號。分別選出需要的上代邊或者下帶邊信號通過帶濾波器輸出的信號中，然后通過載波重置電路提供不同電平的載波，這個過程就產(chǎn)生了產(chǎn)生各種單邊帶信號或獨立邊帶信號。

1.2 發(fā)射機的種類

（1）雙邊帶發(fā)射機。雙邊帶發(fā)射機主要通過連續(xù)信號來控制載波的幅度。主要方法是連接具有相同波形的信號以進行調(diào)制。根據(jù)頻譜，調(diào)制波的功率分為三個部分：上邊帶和下邊帶。載波頻率的功率保持不變，沒有任何有用的信息;當完全調(diào)制時，上下邊帶產(chǎn)生的功率僅為載波頻率的1/4，并且負載信息相同。在接收過程中進行簡單檢測后，可以將雙邊帶信號恢復為原始的連續(xù)信號;它非常適合單個發(fā)送器和多個接收器。它是聲音廣播的主要方式。它主要由射頻源，射頻放大器，音頻放大器和功率放大器組成。

（2）單邊帶發(fā)射機。SSB發(fā)送器是一種邊帶，它消除雙向邊帶的調(diào)制波，并保留，減小或消除載波調(diào)制信號的邊帶。它們分別稱為全載波，下載波和抑制載波SSB信號。載波SSB信號抑制具有最高的傳輸效率，即，可以以較小的功率和較窄的帶寬來傳輸相同的連續(xù)信號，但是在接收機的解調(diào)過程中需要引入載波頻率。

2 大功率短波發(fā)射機數(shù)據(jù)采集原理

2.1 規(guī)范統(tǒng)一

對于大功率短波發(fā)射機的數(shù)據(jù)采集，首先需要根據(jù)不同的發(fā)射機模型對采集的數(shù)據(jù)進行標準化。根據(jù)數(shù)據(jù)采集規(guī)范10千瓦中波發(fā)射機，100千瓦短波發(fā)射機，150千瓦短波發(fā)射機，tsw2500系列500千瓦短波發(fā)射機，420c型500千瓦短波發(fā)射機，DX單一單元系列中波發(fā)射機和DX系列并行在線中波發(fā)射機發(fā)射機，每個模型可以嚴格按照規(guī)范的要求對數(shù)據(jù)收集和上傳，確保發(fā)射機數(shù)據(jù)能夠按照規(guī)范在所有平臺上自下而上使用。

2.2 定制化標準

在大功率短波發(fā)射機的運行過程中，同一型號發(fā)射機的各個工位和機房都有不同的發(fā)射機自動化系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集內(nèi)容，有些超出了規(guī)范范圍。即使收集到的數(shù)據(jù)是相同的，由于自動化系統(tǒng)的不同，上傳的第二個數(shù)據(jù)的格式也可能不同，導致上傳的數(shù)據(jù)種類繁多，甚至更高層次的統(tǒng)一使用。這增加了開發(fā)的難度和成本。

2.3 數(shù)據(jù)的緩存

從發(fā)射機單機自動系統(tǒng)接收上傳的數(shù)據(jù)，自動將日志信息和故障信息的數(shù)據(jù)存儲在故障發(fā)生前一分鐘。接收發(fā)射室內(nèi)天線控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，存儲日志信息和相應的故障信息，并將發(fā)射和天線控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到運行管理系統(tǒng)（平臺）。

2.4 數(shù)據(jù)匹配的應用

比對智能操作的狀態(tài)：天線控制系統(tǒng)是由機房的操作監(jiān)控系統(tǒng)（機房平臺）結(jié)合狀態(tài)機自動化系統(tǒng)和接收操作數(shù)據(jù)單次比對的，實時每秒對操作數(shù)據(jù)機房監(jiān)控系統(tǒng)進行一次比對。當發(fā)現(xiàn)單機自動化系統(tǒng)或天線控制系統(tǒng)與運行監(jiān)控系統(tǒng)（機房平臺）的數(shù)據(jù)不匹配時，會在同一時間發(fā)出報警信息，以此來提醒值班人員進行適當干預。

2.5 運行監(jiān)控

在對發(fā)射機和天控秒數(shù)據(jù)采集后，每個平臺都可以接收該數(shù)據(jù)并進行不同形式的數(shù)據(jù)監(jiān)控，形式多樣，如列表形式，柱狀圖、儀表盤，實際電路位置恢復顯示，對應關(guān)系序列顯示等，以滿足不同的需求。準確統(tǒng)一的數(shù)據(jù)可以統(tǒng)一顯示工作的實時狀態(tài)，有利于跨地區(qū)的統(tǒng)一監(jiān)督、值崗。

3 大功率短波發(fā)射機信號隔離設(shè)計研究

3.1 大功率短波發(fā)射機信號隔離原理

由于現(xiàn)階段信息技術(shù)的發(fā)展促進了大功率短波發(fā)射機信號隔離處理的技術(shù)手段。如：在信號隔離設(shè)計中使用plc模擬輸入模塊進行直接取樣，大功率短波發(fā)射機信號隔離，一般使用信號隔離變送器進行系統(tǒng)隔離，信號變送器是鏈接儀表的電氣設(shè)備，主要實現(xiàn)輸出信號，輸入信號以及供電電源之間的隔離，減少信號干擾帶來的問題，保證系統(tǒng)一直處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。大功率短波發(fā)射機在運行中一般使用3萬伏電壓，電流控制在500A上下，傳統(tǒng)的串聯(lián)方式是多個電阻分壓出小信號之后傳送到控制單元，在此過程中如果電路電阻值出現(xiàn)問題，則會導致電壓異常升高或下降，造成單元器件損壞。

3.2 大功率短波發(fā)射機信號隔離設(shè)計研究

（1）大功率短波發(fā)射機信號隔離設(shè)計研究中，首先要考慮其抗干擾問題，大功率短波發(fā)射機的工作頻率一般在26.1MHZ之間，設(shè)備的本身就是輻射體，但在信號取樣中所需的是低頻頻率，所以需要對發(fā)射機信號進行分選隔離。一般在工作中，通常會使用信號隔離器進行隔離，但是信號隔離器的差?？垢蓴_方面需要進一步加強。在實際應用中，隔離出的信號會被射頻信號干擾，影響傳送器的工作，造成信號隔離輸出信號不穩(wěn)定，因此解決抗干擾問題是信號隔離設(shè)計中需要解決的重點問題。

（2）在數(shù)據(jù)庫中尋找相同特質(zhì)的數(shù)據(jù)，劃分為不同種類，投放到規(guī)定的類型參數(shù)中，利用劃分形式進行種類劃分。此外，在發(fā)射機的運行中，末級電子管的工作狀態(tài)主要分為兩類。根據(jù)音頻負載幅度的變化而變化，監(jiān)控裝置根據(jù)變化速度指示。因此，在輸入信號隔離發(fā)射機的傳輸之前，必須對信號進行積分處理，選擇適當?shù)姆e分電路來平滑信號以達到隔離變送器的輸入信號的目的，并選擇輸入信號的平均值用來壓縮動態(tài)變化范圍，為了保證大功率短波發(fā)射機的穩(wěn)定運行，應做好信號隔離器的設(shè)計。

4 結(jié)語

綜上所述，短波發(fā)射機是發(fā)射短波的重要機器，其不僅能夠快速發(fā)射短波信號，也能夠保證一定工作效率，因此，短波發(fā)射機也已經(jīng)廣泛的被應用到廣播電臺的信號傳輸機構(gòu)中。本文主要研究了大功率短波發(fā)射機數(shù)據(jù)采集與信號隔離的原理和設(shè)計，希望為電臺發(fā)射機的安全運行提供有效的維護與保障。

參考文獻：

[1]劉玲，高瑞剛，劉楠.PSM短波發(fā)射機故障處理與日常[J].數(shù)字傳媒研究，2012（2）：68-70.

作者簡介：韓凱（1987-），男，漢族，山東德州人，本科，助理工程師，研究方向：DF500A型500KW短波發(fā)射機。