關(guān)于中波廣播發(fā)送應(yīng)用技術(shù)的思考

劉敏捷

內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心610臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

1 中波廣播發(fā)射機(jī)應(yīng)用技術(shù)原理

在實際應(yīng)用中，中波廣播系統(tǒng)功能是由全固態(tài)傳輸系統(tǒng)完成的，所以，在對中波廣播傳輸技術(shù)進(jìn)行分析和研究時，必須認(rèn)識全固態(tài)發(fā)射設(shè)備結(jié)構(gòu)。常用中波廣播發(fā)射設(shè)備結(jié)構(gòu)分為：電力供應(yīng)、射頻、音頻信號處理及監(jiān)視控制部分，各部件協(xié)同配合，方能保障完成發(fā)射任務(wù)。當(dāng)前采用的全固態(tài)發(fā)射裝置在穩(wěn)定性、電聲指標(biāo)、工作效率和成本控制上具有優(yōu)越性，在實際應(yīng)用中，遇到小故障不影響廣播信號傳輸質(zhì)量。

1.1 電力供應(yīng)

發(fā)射設(shè)備正常、平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)需要電源保障。在設(shè)備運(yùn)行中，需要高、低壓變壓器為其提供相應(yīng)+230VDC、+115VDC、±8VDC、±22VDC、+60VDC、+30VDC 及交流24V 等工作電壓。高壓變壓器作用主要是為射頻放大器件、功率合成器件等供電，其他各功能模塊均采用低電壓變壓器供電，以滿足設(shè)備運(yùn)行需求。

1.2 射頻

在發(fā)射設(shè)備中，首先設(shè)備內(nèi)振蕩器發(fā)出固定高頻振蕩信號，該信號經(jīng)緩沖放大器、前置放大器和射頻推動級放大該信號，激勵功率放大器，在此基礎(chǔ)上，射頻經(jīng)輸出合成后，經(jīng)射頻輸出端，輸送到含帶通濾波器的輸出網(wǎng)絡(luò)，保障其輸出品質(zhì)。

1.3 音頻信號處理

音頻信號處理包括編碼、調(diào)制、A/D 變換等功能，主要是把信源傳來的原始音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)編碼控制射頻放大器開關(guān)。處理信號時，主要采用相應(yīng)技術(shù)措施解決和防止頻譜折疊中的噪聲，同時利用濾波器過濾模擬信號，進(jìn)行濾波處理，確保信號傳輸質(zhì)量。另外，本功能模塊可以對輸入信號進(jìn)行采樣，利用量化處理方法對輸入信號進(jìn)行處理，然后利用調(diào)制編碼器件對數(shù)字編碼進(jìn)行運(yùn)算，控制射頻功率放大器。

多數(shù)廣播發(fā)射臺站在發(fā)射機(jī)前端配備專用音頻處理器將進(jìn)入發(fā)射機(jī)的音頻信號進(jìn)行預(yù)調(diào)整，該設(shè)備的運(yùn)用可使原音頻信號的動態(tài)范圍得以壓縮，提高平均幅度，增加邊帶功率輸出及收聽響度，提升音頻分量，彌補(bǔ)音頻域窄、音質(zhì)悶的缺點。

1.4 監(jiān)視控制

本裝置監(jiān)控與控制裝置由開關(guān)裝置、對外接口、顯示裝置等結(jié)構(gòu)組成，可以實現(xiàn)對高壓電源功率、故障處理電路反饋控制，計算機(jī)監(jiān)控等功能，是中波傳輸發(fā)射系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。

2 中波廣播發(fā)送相關(guān)技術(shù)應(yīng)用

2.1 智能控制技術(shù)

隨著模塊化技術(shù)的出現(xiàn)，中波傳輸技術(shù)智能控制也進(jìn)一步發(fā)展，主要依靠計算機(jī)相關(guān)軟硬件的開發(fā)應(yīng)用。智能控制技術(shù)除具有傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)控制功能外，還加入了自動控制、發(fā)射設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、信源音頻與開路信號比對、故障告警提示、環(huán)境監(jiān)測、運(yùn)行數(shù)據(jù)存檔等功能。中波廣播傳輸技術(shù)以液晶顯示、觸摸操作系統(tǒng)、模塊化采集等協(xié)同一體，具備人機(jī)交互、智能檢測、智能維護(hù)等多種功能，工作人員實時了解設(shè)備工作狀態(tài)，掌握其主要參數(shù)，確保信號質(zhì)量。

2.2 固態(tài)機(jī)循環(huán)調(diào)制技術(shù)

在功率放大器中，循環(huán)調(diào)制技術(shù)被廣泛采用。利用相應(yīng)預(yù)置程序，可以合理分配功率放大器所產(chǎn)生的能量，并根據(jù)實際情況實現(xiàn)輪流調(diào)節(jié)，從而提高工作效率，改善信號品質(zhì)。實踐證明：采用交替循環(huán)調(diào)整操作，既能提高生產(chǎn)效率，又能有效地保護(hù)設(shè)備，減少元件損耗，延長設(shè)備使用壽命，發(fā)揮中波廣播發(fā)射機(jī)故障反饋控制功能。當(dāng)功放裝置發(fā)生相關(guān)故障時，系統(tǒng)立即找出故障點，發(fā)出退出命令，使其自動退出，將故障影響降到最低，保障發(fā)射設(shè)備正常運(yùn)行，同時降低裝置失效對整體設(shè)備的影響，提高輸出穩(wěn)定性。

2.3 直接數(shù)字頻率合成技術(shù)

合理運(yùn)用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)，可以改善中波發(fā)射裝置輸出功率的穩(wěn)定性和精度，滿足設(shè)備器件的頻率轉(zhuǎn)換要求。在具體實施本技術(shù)時，需要使用溫補(bǔ)晶體振蕩器，借助其確定基本頻率，并進(jìn)行雙倍輸出信號。經(jīng)過處理的倍頻在DDS 電路影響下產(chǎn)生輸出信號，需要使用外部撥碼開關(guān)進(jìn)行調(diào)頻，然后在DDS 電路中輸入對應(yīng)頻率控制字，利用其完成后續(xù)工作。

2.4 廣播系統(tǒng)防雷電技術(shù)

廣播系統(tǒng)工作時，由于中波傳輸特點，中波天線桅桿、鐵塔是當(dāng)?shù)刈罡呓ㄖ?，遭到雷擊概率較高，雷電將對中波廣播發(fā)射工作產(chǎn)生影響，雷電有直擊雷電、雷電波侵入、雷電感應(yīng)等侵?jǐn)_形式。各發(fā)射臺站防雷設(shè)計包括直擊雷防護(hù)和感應(yīng)雷防護(hù)，缺失任何一項防護(hù)都是不完整的，存在潛在危險。各發(fā)射臺站防雷措施包括機(jī)房、高壓低壓配電系統(tǒng)、信號源及通訊系統(tǒng)、天饋線系統(tǒng)等設(shè)施的雷電防護(hù)。

機(jī)房是強(qiáng)電電纜、弱電電纜、信號線集中的地方，最容易受直擊雷攻擊，雷電引起的大電流沖擊，使弱電設(shè)備遭受損壞，計算機(jī)數(shù)據(jù)丟失甚至是系統(tǒng)癱瘓，造成經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的停播事故。機(jī)房防雷措施是在機(jī)房頂加裝超過機(jī)房頂2 米的避雷桿，接地銅帶做下引線，房檐頂部四周鋪設(shè)銅管，所有接地引線通過接地銅帶引入到地井的方式防止直擊雷攻擊。

各發(fā)射臺站戶外高壓架空線路采用安裝架空避雷線，在避雷線每個桿間做一次接地，終端桿增設(shè)避雷器，在終端桿附近增設(shè)高壓保險絲的方式，防止感應(yīng)雷侵?jǐn)_，泄放感應(yīng)雷電。戶外供配電場地采用高出變電場地的避雷針和線路并聯(lián)金屬氧化物避雷器的方式防雷。低壓配電系統(tǒng)中由于大量設(shè)備、眾多微電子設(shè)備使用，造成越來越嚴(yán)重的浪涌問題。浪涌來源有外部雷電過電壓和內(nèi)部電氣設(shè)備啟停觸電放電兩種，直擊雷和間接雷擊造成浪涌引起的事故占比電子線路設(shè)備事故80%。按照電氣使用規(guī)范要求，低壓配電系統(tǒng)宜采用在總配電、低壓開關(guān)分配前及需要雷電防護(hù)的發(fā)射機(jī)供電新路裝設(shè)三級防雷電壓線路浪涌保護(hù)器。

信號源及通信系統(tǒng)的雷電防護(hù)方法，例如在系統(tǒng)主干信號交換機(jī)、主服務(wù)器及各級分支交換機(jī)、服務(wù)器線路上裝設(shè)RJ45 接口形式的信號防雷器，對感應(yīng)雷是行之有效的方法。金屬鎧裝電纜的鎧裝層良好接地，應(yīng)用超六類屏蔽網(wǎng)線，可以減少感應(yīng)過電壓。

天饋線系統(tǒng)雷電防護(hù)，是各廣播電視發(fā)射臺站防護(hù)重點。天線防雷措施要求有合格的地網(wǎng)和防雷地井，在天線底部裝設(shè)放電球，調(diào)配網(wǎng)絡(luò)增設(shè)石墨放電裝置等方式進(jìn)行雷電防護(hù)。饋線作用是將發(fā)射機(jī)輸出的高頻信號傳送到天線，大多數(shù)中波發(fā)射臺站均采用射頻電纜（饋管）傳輸高頻功率信號，饋管本身有絕緣層，具有防雷和抗干擾功能。另外，饋線兩端金屬裸露部分可靠接地，饋線桿上方裝設(shè)避雷線也是防雷的可靠措施。同時，及時檢查饋管饋線內(nèi)部壓力情況，減少潮濕空氣進(jìn)入，從而降低饋管絕緣性，使饋線耐雷性變差，也是對饋線的雷電防護(hù)。在饋管兩端串接饋管防雷器，是饋線防雷的重要措施。

3 中波廣播發(fā)送技術(shù)發(fā)展探析

3.1 FPGA 技術(shù)應(yīng)用

FPGA 技術(shù)也被稱為現(xiàn)場可編程邏輯門陣列，通過對各種可編程器件優(yōu)化和改進(jìn)，解決定制電路和門電路數(shù)量的局限性，提高器件工作效率。如果把這種技術(shù)引入到中波發(fā)射系統(tǒng)中，可以對發(fā)射系統(tǒng)的調(diào)制和編碼進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，改進(jìn)發(fā)射設(shè)備各種功能，提高信號傳送效率。

3.2 技術(shù)管理創(chuàng)新

技術(shù)管理工作分為巡機(jī)、檢修、績效、備件、設(shè)備耗材的全生命周期管理等內(nèi)容。如何使用貼合實際的創(chuàng)新技術(shù)手段，促進(jìn)廣播電視相關(guān)技術(shù)管理工作發(fā)展創(chuàng)新是未來廣電從業(yè)人員、技術(shù)管理人員的一項新課題。以設(shè)備耗材全生命周期管理創(chuàng)新為例，可以將采購的每一件設(shè)備耗材賦予唯一的二維碼，貼于設(shè)備之上，工作人員配備專用的掃碼讀取設(shè)備，該設(shè)備可讀取顯示該耗材的全生命周期信息，記錄耗材從規(guī)劃選購、安裝試驗、驗收、倉儲信息、投入運(yùn)行時間、維護(hù)檢修記錄、淘汰報廢的過程，設(shè)備耗材使用人員完整掌握該設(shè)備相關(guān)信息，為各設(shè)備耗材進(jìn)行預(yù)防檢修提供數(shù)據(jù)參考。

結(jié)語

中波廣播發(fā)射的電磁波可以通過天波、地波傳輸方式實現(xiàn)繞射式發(fā)射，在信號質(zhì)量和接收便利性方面具有優(yōu)越性。中波廣播技術(shù)在信息化條件下的發(fā)展和優(yōu)化可以促進(jìn)廣播通信行業(yè)發(fā)展。因此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)中波發(fā)送技術(shù)研究和創(chuàng)新，進(jìn)一步改進(jìn)和提高其功能，為廣播和其他方面提供技術(shù)保障。