中波發(fā)射機(jī)音頻信號智能切換系統(tǒng)改造

姜 松

（吉安八〇二臺，江西 吉安 343000）

0 引 言

廣播電視信號發(fā)射臺的功能是利用衛(wèi)星鍋獲取衛(wèi)星信號，利用高頻接收頭對衛(wèi)星信號進(jìn)行放大，再利用衛(wèi)星接收機(jī)便可以將廣播電視節(jié)目信號轉(zhuǎn)換成音視頻信號，將該信號輸入到廣播發(fā)射機(jī)的音視頻信號接口處；通過發(fā)射機(jī)內(nèi)部音視頻處理電路，與發(fā)射機(jī)內(nèi)部激勵器等設(shè)備一起推動發(fā)射機(jī)功放，使其對音視頻信號進(jìn)行放大，最后通過天線將該信號輻射出去。這樣，在廣播電視信號覆蓋的區(qū)域，人們就可以通過電視、收音機(jī)等設(shè)備接收到相應(yīng)的廣播電視節(jié)目[1]。由于衛(wèi)星鍋以及高頻接收頭常年放在室外，風(fēng)吹雨曬，難免會出現(xiàn)問題。一旦衛(wèi)星接收頭出現(xiàn)問題，將無法對衛(wèi)星信號進(jìn)行放大，就會導(dǎo)致衛(wèi)星接收機(jī)沒有信號輸入，從而使發(fā)射機(jī)無法獲取到廣播電視音視頻信號，發(fā)射機(jī)發(fā)射出去的信號就沒有載波，因此，電視、收音機(jī)等設(shè)備就無法收聽到相關(guān)節(jié)目。為了解決這一問題，杜絕因衛(wèi)星信號出現(xiàn)故障而導(dǎo)致停播事故的發(fā)生，現(xiàn)采用一款4 音頻信號輸入與輸出音頻切換器，對吉安八〇二臺中波發(fā)射機(jī)的音頻信號系統(tǒng)進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)中波音頻信號自動切換功能。

1 中波臺發(fā)射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

一個中波發(fā)射臺要完成衛(wèi)星節(jié)目信號的轉(zhuǎn)播任務(wù)，必須具備一臺中波發(fā)射機(jī)、一個衛(wèi)星鍋、高頻頭、一臺衛(wèi)星接收機(jī)以及一座鐵塔天線系統(tǒng)[2]。如今，各地的廣播電視節(jié)目都是先上傳至衛(wèi)星，人們通過接收衛(wèi)星信號來獲取相應(yīng)的節(jié)目，中波轉(zhuǎn)播臺的任務(wù)就是利用衛(wèi)星鍋來獲取衛(wèi)星廣播電視信號，并通過高頻頭對信號進(jìn)行放大。由于獲取過來的信號不是音頻或視頻信號，不能直接播出，因此需要對信號進(jìn)行解碼，需要利用衛(wèi)星接收機(jī)將獲取過來的衛(wèi)星信號進(jìn)行解碼，將其轉(zhuǎn)換成視頻與廣播聲音信號。而中波廣播臺所轉(zhuǎn)播的信號都是廣播信號，因此，只需要通過衛(wèi)星接收機(jī)獲取到相應(yīng)節(jié)目的音頻信號即可。由于獲取過來的音頻信號比較弱，同時也存在一些噪聲與干擾，因此，需要先將該音頻信號輸入到發(fā)射機(jī)進(jìn)行音頻處理。對于全固態(tài)PDM 中波發(fā)射機(jī)，通過脈寬調(diào)制電路板對音頻信號進(jìn)行處理；對于DAM 數(shù)字中波發(fā)射機(jī)，則需通過A/D 轉(zhuǎn)換器，對模擬音頻信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。音頻信號處理完畢后，會與發(fā)射機(jī)內(nèi)部的激勵器一起推動各功放工作，對信號進(jìn)行放大，再利用合成器將各個功放輸出的功率進(jìn)行合成，然后經(jīng)過天線匹配網(wǎng)絡(luò)與天線匹配成50 Ω，再將信號通過天線輻射出去。中波轉(zhuǎn)播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的主要框架如圖1 所示。

圖1 中波廣播發(fā)射系統(tǒng)整體框圖

2 音頻切換器簡介

吉安八〇二臺使用的音頻切換器的型號為MD0401A。該音頻應(yīng)急切換器有4 路（主路信號、備用1、備用2、備用3）音頻信號輸入和4 路音頻信號輸出（輸出1、輸出2、輸出3、輸出4），這4 路輸出的音頻信號是完全一致的，彼此之間不會相互影響。對于音頻切換器的輸入信號，優(yōu)先選取主路音頻信號作為設(shè)備的輸入信號，一旦主路信號出現(xiàn)問題，則啟用備用1 輸入信號，其優(yōu)先級為主路輸入信號→備用1 輸入信號→備用2 輸入信號→備用3 輸入信號。此外，該音頻切換器還具有手動和自動切換功能，可通過手動/自動按鍵對音頻切換器進(jìn)行設(shè)置，還可設(shè)定音頻信號采集的時間間隔。假設(shè)設(shè)定時間為10 s，當(dāng)主路信號沒有音頻輸入時，音頻切換系統(tǒng)一旦檢測到?jīng)]有音頻信號，會先進(jìn)行定時，如果在10 s 內(nèi)依然沒有檢測到主路輸入的音頻信號，則系統(tǒng)會自動切換到備用信號。該音頻自動切換器的實(shí)物如圖2 所示。

圖2 音頻自動切換器實(shí)物

3 中波發(fā)射機(jī)音頻自動切換系統(tǒng)安裝

根據(jù)吉安八〇二臺中波發(fā)射機(jī)的數(shù)量，利用音頻切換器改造中波音頻智能自動切換系統(tǒng)。吉安八〇二臺有中波發(fā)射機(jī)3 臺，衛(wèi)星鍋4 個，其中3個鍋（兩大一?。┦菑闹行?B 上獲取衛(wèi)星信號，兩個大鍋則用于調(diào)頻廣播，小鍋則用于獲取中央一套廣播信號。另外還有一個小鍋用于獲取中星9B 信號，也可以獲取中央一套廣播信號，還有一個網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒，可通過網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒也可獲取一套中央廣播信號。每個中波發(fā)射機(jī)都需要有一路音頻信號線輸入。而MD0401A音頻切換器有4路音頻信號輸入、4 路音頻信號輸出，在本系統(tǒng)中，只用到了其中的三路信號，還有一路輸入信號處于懸空狀態(tài)，一路輸出信號也處于懸空狀態(tài)。通過設(shè)計(jì)，構(gòu)建廣播發(fā)射機(jī)音頻自動切換系統(tǒng)的整體框架如圖3 所示。

圖3 中波發(fā)射機(jī)音頻自動切換系統(tǒng)架構(gòu)圖

手動設(shè)置音頻切換器處于自動狀態(tài)。在自動狀態(tài)下，該切換器優(yōu)先選擇主路信號作為其輸入信號，其次選擇備用1 路信號，最后是備用2 路信號作為輸入信號。由于衛(wèi)星鍋接收到的衛(wèi)星信號強(qiáng)度比較大，同時信號質(zhì)量比較好，信號不存在滯后性。因此，使用中星6B 的小鍋信號連接到衛(wèi)星接收機(jī)1 上，通過調(diào)節(jié)衛(wèi)星接收機(jī)，使其輸出中央一套廣播音頻信號，將衛(wèi)星接收機(jī)1 輸出的音頻信號作為音頻切換器的主路音頻輸入信號。然后將中星9B 小鍋信號接到衛(wèi)星接收機(jī)2，同樣調(diào)節(jié)衛(wèi)星接收機(jī)，使其輸出中央一套廣播信號并接入到音頻自動切換器的備用1 信號接口。最后，將網(wǎng)絡(luò)信號線連接到機(jī)頂盒，利用遙控器調(diào)節(jié)機(jī)頂盒的廣播節(jié)目，使其產(chǎn)生中央一套廣播音頻信號，再將其接入音頻自動切換器的備用2 接口。這樣便完成了音頻自動切換系統(tǒng)的音頻輸入信號的改造[3]。由于音頻切換器有4 個音頻輸出接口，每個音頻輸出接口之間相互獨(dú)立，互不干擾，但是輸出的音頻信號完全一致。而臺站有3 臺中波發(fā)射機(jī)，播出的都是中央一套節(jié)目。為此，選擇音頻切換器其中3 路音頻輸出信號，并將其分別接到三臺中波發(fā)射機(jī)上。這樣便完成了音頻信號自動切換系統(tǒng)的安裝工作。安裝后的實(shí)物如圖4 所示。

圖4 音頻自動切換系統(tǒng)組裝后的實(shí)物圖

4 系統(tǒng)功能測試

完成中波發(fā)射機(jī)音頻自動切換系統(tǒng)的組裝后，對自動切換系統(tǒng)的功能進(jìn)行測試。音頻切換器具有自動和手動兩種模式，在兩種模式下分別進(jìn)行測試。

在手動模式下，按下音頻切換器上的音頻輸入信號通道按鈕，依次選擇主輸入信號、備用1 輸入信號、備用2 輸入信號以及備用3 輸入信號，音頻切換器輸出的信號都與所選輸入信號的音頻保持一致，且發(fā)射機(jī)所發(fā)射出去的信號通過收音機(jī)接收后，與音頻輸入的信號保持一致[4]。

在自動模式下，當(dāng)中星6B 小鍋信號（主路信號）正常時，發(fā)射機(jī)所發(fā)射出來的信號通過收音機(jī)監(jiān)聽后，與主路輸入音頻信號保持一致；將接收機(jī)1 與音頻切換器音頻線斷開，音頻切換系統(tǒng)能瞬間檢測到，同時會進(jìn)行報(bào)警，如果在10 s 內(nèi)主路音頻信號沒有接上，則音頻切換系統(tǒng)會自動跳轉(zhuǎn)使用備用1 路的音頻信號。如果備用1 路音頻信號線也斷開后且10 s 內(nèi)沒有恢復(fù)，則系統(tǒng)會自動切換使用備用2 路的音頻信號。如果在10 s 內(nèi)能夠恢復(fù)原音頻信號，則系統(tǒng)不會出現(xiàn)跳轉(zhuǎn)。

通過測試，改造后的中波發(fā)射機(jī)音頻自動切換系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)一路主路信號、兩路備用信號之間的自動切換。同時，音頻切換系統(tǒng)的4 個音頻輸出接口的信號是一致的，且互不干擾。改造工作達(dá)到了中波發(fā)射機(jī)音頻信號自動切換的初衷，能夠有效地保障安全播出。

5 結(jié) 語

人工監(jiān)聽音頻信號以及人工進(jìn)行音頻信號切換的方式，不僅會增加值班監(jiān)聽人員的工作壓力，同時，即使發(fā)現(xiàn)了問題，通過人工切換也需要一定的時間，無法避免停播事故的發(fā)生[5]。使用中波音頻信號自動切換系統(tǒng)，可實(shí)時監(jiān)聽各路音頻輸入信號，一旦發(fā)現(xiàn)正在使用的音頻輸入信號出現(xiàn)問題，系統(tǒng)會自動切換成備用音頻信號，實(shí)現(xiàn)無縫切換，有效地降低了值班人員的工作壓力，很好地保障了安全播出，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。