智能電視信號監(jiān)測報(bào)警器的設(shè)計(jì)

摘 要：本文通過對目前電視信號監(jiān)測系統(tǒng)中存在的缺陷進(jìn)行簡單闡述，引出全能型電視信號監(jiān)測器的設(shè)計(jì)必要性，然后通過對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、主控電路及根據(jù)各電路監(jiān)測原理設(shè)計(jì)電路等的描述，來設(shè)計(jì)新型智能電視信號監(jiān)測報(bào)警器。

關(guān)鍵詞：電視信號監(jiān)測系統(tǒng) 監(jiān)測電路 智能電視信號監(jiān)測報(bào)警器

中圖分類號：T506 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（a）-0001-01

21世紀(jì)是網(wǎng)絡(luò)化和信息化高速發(fā)展的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)電視信號系統(tǒng)的智能化管理是非常必要的。傳統(tǒng)的電視信號監(jiān)測器并不能完好的實(shí)現(xiàn)對信號的監(jiān)督和管理工作，一般功能比較單一，不能實(shí)現(xiàn)對音、視、功率等的全面全程監(jiān)視。為了實(shí)現(xiàn)電視信號系統(tǒng)的智能化監(jiān)測，下文將設(shè)計(jì)一種可以實(shí)現(xiàn)視頻、音頻和其他信號全程監(jiān)管的一種新型智能監(jiān)測器，該監(jiān)測器能在監(jiān)視的過程中實(shí)現(xiàn)對故障的及時(shí)通知功能，以滿足技術(shù)人員的及時(shí)維護(hù)。

1 智能電視信號監(jiān)測報(bào)警器的設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該報(bào)警器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為四大模塊—— 主控器、信號監(jiān)測系統(tǒng)、功能系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)等，每一模塊系統(tǒng)各司其職、分工配合，共同實(shí)現(xiàn)對發(fā)射機(jī)信號源和信號輸出的監(jiān)督和檢測，保證廣播電視系統(tǒng)的正常運(yùn)行。下面將針對各模塊的具體功能要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2 主控器的設(shè)計(jì)

報(bào)警器的主要控制器件采用Mega2560電路板，該電路板采用USB接口，擁有86路I/O，具有大容量的閃存存儲(chǔ)器和8KB的內(nèi)存，可以通過接口實(shí)現(xiàn)與多種功能器件的連接，從而對各路功能器件進(jìn)行控制，達(dá)到其作為中心控制器件的功能，進(jìn)而滿足對報(bào)警器的控制。

1.3 信號監(jiān)測系統(tǒng)

信號監(jiān)測系統(tǒng)主要包括三部分，一般對電視發(fā)射機(jī)的監(jiān)測應(yīng)該實(shí)現(xiàn)對其音頻信息、視頻信息和功率信息的監(jiān)視和管理，下面將從這三部分分別對報(bào)警器的信號監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）音頻信息監(jiān)督檢測系統(tǒng)。

音頻信息監(jiān)督檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)見（表1）所示。

其中，前置放大電路主要是采用三極管電路將一些信號的微小變化進(jìn)行放大，這樣有利于后續(xù)電路對其檢測，并最終實(shí)現(xiàn)對音頻信號的不正常波動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)報(bào)警的功能。電平指示電路主要是通過二極管的輸出來實(shí)現(xiàn)對電平高低控制來檢測的，它可以實(shí)現(xiàn)調(diào)控信號電平的作用，將不規(guī)整的音頻信號轉(zhuǎn)化成規(guī)整的二進(jìn)制編碼，從而通過控制二極管的發(fā)光與否來輸出。音頻信息波動(dòng)檢測和延時(shí)系統(tǒng)一起可以控制信號失真，使信號檢測精確，報(bào)警及時(shí)。

（2）視頻信息監(jiān)督檢測系統(tǒng)。

對視頻信息的監(jiān)管可以實(shí)現(xiàn)對視頻故障的及時(shí)處理，保證視頻系統(tǒng)的正常工作。一般視頻信息的監(jiān)測主要包括對顏色信息、亮度信息和同步信息等的檢測和管理。而電視系統(tǒng)中，圖像內(nèi)容是隨時(shí)變化的，不同的圖像具有不同的亮度信息和顏色信息，而同步信息主要是對信號頻率幅度等波動(dòng)的同步，這是可檢測的電信號，因此，視頻信息的監(jiān)管可以通過對同步信息的監(jiān)測來實(shí)現(xiàn)。該電路系統(tǒng)也是通過濾波系統(tǒng)對視頻信號進(jìn)行低頻過濾，然后通過信號放大器對信號的微小變化進(jìn)行放大，再通過高低電平系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對信號的二進(jìn)制編碼，從而顯示在發(fā)光二極管上，然后分析視頻信號的故障情況，以實(shí)現(xiàn)及時(shí)智能檢測和控制，使視頻系統(tǒng)穩(wěn)定正常運(yùn)行。相較于傳統(tǒng)的視頻控制電路，該電路設(shè)計(jì)容易，控制穩(wěn)定。

（3）功率信號監(jiān)督檢修系統(tǒng)。

一般對功率信息的檢測是通過對信號波動(dòng)情況檢測的，也有不是針對信號波動(dòng)情況進(jìn)行檢測的。不過這兩種檢測方式都是要通過繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)換的。通過繼電器電路系統(tǒng)中的耦合電路和整流電路對功率信號進(jìn)行調(diào)整，并將濾波后的直流信號傳送到繼電器端口，使其進(jìn)入主控中心進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，使模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。這些數(shù)字信號是以二進(jìn)制編碼的形式存在的，可以通過高低電平檢測出，并表現(xiàn)在二極管的發(fā)光上。因此可以通過對外部二極管發(fā)光狀態(tài)的監(jiān)控來檢測功率信號的故障情況，并及時(shí)對發(fā)光信息進(jìn)行分析并將故障情況發(fā)送到報(bào)警器上。

1.4 功能電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

功能電路系統(tǒng)一般包含時(shí)鐘電路、通訊接口電路、存儲(chǔ)電路、顯示電路等控制系統(tǒng)，它可以及時(shí)實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測信息的顯示和記錄過程，并顯示在報(bào)警器的可觀察部位。比如時(shí)鐘電路就是使用電池供電的時(shí)間控制系統(tǒng)，它可以對具體信號的發(fā)生進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄；而存儲(chǔ)電路主要是對具體信號內(nèi)容的記錄和存儲(chǔ)，一般記錄故障信號的具體信息，包括故障的種類，發(fā)生的途徑以及發(fā)生的時(shí)間等信息。通過顯示器可以顯示信號波動(dòng)圖像，并通過對圖像的分析，得出故障出現(xiàn)的時(shí)間及波動(dòng)幅度等信息。這些功能電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信號的顯示、時(shí)間記錄和故障記錄等功能，以便于后續(xù)的靈活查詢。

1.5 監(jiān)測系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

監(jiān)測系統(tǒng)軟件主要是為了實(shí)現(xiàn)報(bào)警器的智能化監(jiān)測和輸入輸出功能，正如鼠標(biāo)之于計(jì)算機(jī)一樣，監(jiān)測系統(tǒng)軟件主要包括一些報(bào)警器的內(nèi)置管理軟件和上位的控制軟件，這些軟件可以及時(shí)的將報(bào)警器的信號顯示在與之連接的主機(jī)上，并可以通過這些軟件改變報(bào)警器報(bào)警的參數(shù)，更好的控制報(bào)警狀態(tài)。一般這些軟件可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的查詢過程，并將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)反映在可檢測的計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)管過程。也可以通過這些系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)對過去監(jiān)測信息的查詢，從而實(shí)現(xiàn)過去和現(xiàn)在信號的對比，及時(shí)預(yù)防一些故障的發(fā)生。

通過對智能電視信號監(jiān)測報(bào)警器以上四個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，可以很好的實(shí)現(xiàn)信號的過濾、模數(shù)轉(zhuǎn)換、檢波、整流等各項(xiàng)功能，實(shí)現(xiàn)信號的數(shù)字化控制，并通過一些功能系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，及時(shí)實(shí)現(xiàn)對信號故障的監(jiān)督和控制，規(guī)避一些故障，實(shí)現(xiàn)信號系統(tǒng)的正常運(yùn)行。并通過采用計(jì)算機(jī)等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)信號檢測的自動(dòng)化過程。

2 結(jié)語

智能電視信號檢測報(bào)警器采用性能較好的單片機(jī)作為主控中心，并采用一系列的監(jiān)控轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)了對電視信號中音頻信息、視頻信息和同步信息等的檢測管理，并且通過一些功能系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)對監(jiān)測信息進(jìn)行了保存和顯示，滿足了后續(xù)的查詢需求。該監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡單，性能穩(wěn)定安全，適合于未來對廣播電視信號的監(jiān)測。

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