實用小制作

[摘要] 本文介紹了一臺自制的適用于市縣級電臺的載波監(jiān)測的停播告警儀，詳細(xì)敘述了該儀的工作原理及制作過程。

[關(guān)鍵詞] 載波 監(jiān)測 告警

一.現(xiàn)行的監(jiān)測狀況及問題的提出

現(xiàn)有的一些市縣臺廣播監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對各節(jié)目信號的實時監(jiān)聽（視）、各個頻率的斷音頻、斷調(diào)制的實時監(jiān)測告警，所采用的設(shè)備由廣播接收機(jī)（信號解調(diào)器）和DGN—16N監(jiān)側(cè)儀及監(jiān)視器組成，所監(jiān)測頻率的開路信號通過各自的接收機(jī)拾取出音頻信號，和播出機(jī)房的音頻信號一起經(jīng)分配器分配送至DGN—16N監(jiān)測儀，在每一路節(jié)目的播出時段內(nèi)自動對播出中的無音頻（10秒、20秒、30秒以上）報警，它包含對播出機(jī)房的斷音頻和對發(fā)射臺各發(fā)射機(jī)有載無調(diào)告警，但實質(zhì)上僅是對發(fā)射機(jī)的無調(diào)制或小調(diào)制延時（40秒）告警，對于發(fā)射機(jī)無載波（每秒）即掉高壓無法真正識別和實時監(jiān)測告警。

如何實現(xiàn)對播出中的各種故障進(jìn)行準(zhǔn)確識別和實時監(jiān)測告警，筆者利用現(xiàn)有的設(shè)備條件設(shè)計出一款較為簡單可靠的監(jiān)測告警電路，并以此制作成一臺可同時監(jiān)測11路調(diào)頻或中波廣播發(fā)射機(jī)載波狀態(tài)的多路停播告警儀，和現(xiàn)有的監(jiān)測儀配合，真正實現(xiàn)對廣播播出的實時定性監(jiān)測，經(jīng)過幾年的實際運(yùn)行，效果良好。

二.實現(xiàn)自動實時監(jiān)測載波狀態(tài)的構(gòu)想

我們知道，調(diào)諧器中的調(diào)諧指示電路既是美觀，又非常實用，既可以指示電源的開和關(guān)，又能直觀地顯示出調(diào)諧電路是否調(diào)節(jié)在最準(zhǔn)確的位置上，使我們獲得最佳的收音效果。調(diào)諧不準(zhǔn)，使得收音質(zhì)量大打折扣——噪聲加大、音質(zhì)變差、串臺等。那么反過來說，對于一臺較精確的已調(diào)諧準(zhǔn)確的并已鎖定頻率的調(diào)諧電路而言，其指示狀態(tài)的正常與否，即可以表明所接收頻率的發(fā)射機(jī)載波有無、大小（功率大小、場強(qiáng)強(qiáng)弱）或載頻的偏差。所以在調(diào)諧器中找到一個關(guān)鍵的“受控點(diǎn)”，即是指受到所接收、收聽的廣播電臺高頻載波信號控制，其電壓電流隨之發(fā)生變化的輸出端點(diǎn)，以此點(diǎn)的電壓（或電流）的高低（大小、有無）去觸發(fā)一個轉(zhuǎn)換電路，使其電路的高低電平“狀態(tài)”翻轉(zhuǎn)，再去控制一個驅(qū)動電路輸出告警信號。

利用市面上常見的數(shù)字調(diào)諧器（諸如華粵TU—108II數(shù)字調(diào)諧器），從其中的調(diào)諧指示電路部分取樣出驅(qū)動電壓作為與基準(zhǔn)電壓相比較的比較電壓，以其的有無大小來判斷該調(diào)諧器所接受頻率的發(fā)射機(jī)載波的有無即正常播出或停播。

三.停播告警儀設(shè)備構(gòu)成框圖

該設(shè)備由三個單元構(gòu)成。一部分是取樣信號耦合與電壓比較單元，二部分是聲光告警單元，三部分是電源集中供給單元。

四.工作原理簡介

從調(diào)諧器中的調(diào)諧指示電路驅(qū)動IC（10線 單排列）的第9、10腳引線引出的驅(qū)動電壓（電流）信號經(jīng)光電耦合器耦合至電壓比較器的同相輸入端，相對于反相輸入端的基準(zhǔn)電壓，以此端電平的高或低去控制電壓比較器的輸出“狀態(tài)”翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到控制驅(qū)動告警電路通斷的目的。

光電耦合器原來主要是用來為電源輸入和輸出之間提供必要的絕緣，同時也為控制回路提供一條信號通道。光電耦合器主要由二部分組成，其一是光源，它是一只砷化鎵發(fā)光二極管（LED），另一是硅光敏晶體三極管，由兩者封裝在密閉不透光的外殼內(nèi)構(gòu)成。當(dāng)一電流通過發(fā)光二極管時，便產(chǎn)生一個光源，該光源的光照射到光敏晶體三極管表面上，就使其產(chǎn)生一集電極電流ic，ic的大小和光照的強(qiáng)弱，亦即流過二極管正向電流iF的大小成正比。

本告警電路選用了光電耦合器作為DC/DC變換器，既解決了取樣電壓信號懸空不能與告警電路共地問題，使取樣的電壓信號跳變顯著（0～2.7V）；同時為后一級提供控制信號輸出通路，又避免了前后兩級間相互影響，實現(xiàn)隔離變換。選用光電耦合器為4N37，6線雙列塑封，其主要電參數(shù)、封裝外引線排列見圖。

電壓比較器屬接口電路，是用來比較兩個模擬電平的數(shù)值，并確定哪一個大，當(dāng)其中一個輸入端上的電壓超過另一個輸入端上的電壓時，輸出就會呈轉(zhuǎn)換“狀態(tài)”。

J111（J2II、J311、LM111J、LM211）為單電源比較器，是低偏置電流、低失調(diào)電流的電壓比較器，8線雙列塑封，其特點(diǎn)是具有較大的差動輸入電壓范圍，高輸入阻抗，具有較強(qiáng)的負(fù)載能力，輸出電流大于50mA，可承受40～50V電壓，所以可用來直接驅(qū)動某些外部電路，如蜂鳴器與LED。其主要電參數(shù)、封裝外引線排列見圖。在該實際電路中，采用單電源供電，故將V— 端連于GND，平衡OA及平衡/選通（OA/S）懸空，IN+同相輸入端，IN—反向輸入端。

當(dāng)所接收頻率的廣播正常時，從調(diào)諧器中的調(diào)諧指示電路驅(qū)動IC第9、10腳拾取的Ui（2.7V）經(jīng)分壓隔離加至4N35（4N37）的1、2端（A、K端），經(jīng)隔離變換后，4端（E端）輸出。J111的同相輸入端（IN+端）UIN+升至1.25V，遠(yuǎn)高于反相輸入端（IN--端）UIN-- ，（IN—端UIN—事先已由工作電壓6V分壓確定為基準(zhǔn)電壓UIN--=0.5V），UIN+>UIN--，使J111輸出Out端（7端）亦為高電平6V，告警回路不通，F(xiàn)S蜂鳴器無聲，LED不亮，為常態(tài)。當(dāng)所接收頻率的廣播中斷無載波時，Ui=0V，（9、10腳間），4N35的E端輸出為0，J111的IN+端UIN+=0，此時UIN—仍為0.5V，則UIN+

以上僅是針對一個頻率的斷載波告警電路的工作原理簡述，如果要同時監(jiān)測所有播出頻率的各個發(fā)射機(jī)載波狀態(tài)，只需增加完全相同的告警電路，使每一頻率的調(diào)諧器中的調(diào)諧指示電路取樣出的驅(qū)動電壓信號對應(yīng)各自的告警電路即可。實際制作的為同時監(jiān)測11個頻率播出載波狀況，其中5個調(diào)頻為一組，6個中波為一組。

五.實際電路說明

由于每一個告警電路當(dāng)電源UCC=6V時，即使在告警狀態(tài)下，整個電路總負(fù)荷I僅為6mA左右，所以考慮用低電壓小功率電源集中供電，分別輸送，各自獨(dú)立。在實

際制作中采用的電源為3W 8.5V變壓器、MC7806 1A穩(wěn)壓器集中供電6V分別給五個告警電路，同時監(jiān)測5個調(diào)頻廣播的載波。穩(wěn)壓之后，選用二極管既可分別饋送6V電壓給各告警電路，又能使各電路之間隔離，各自獨(dú)立。輸出兼隔離，共用地端。IN5817肖特基勢壘二極管正向壓降較小0.45V，反峰VRRM大于20V，整后I達(dá)1A，較為合適（見圖）。要使整個告警儀只用一個蜂鳴器報警， 同時又要使報警的LED在告警時只對各自對應(yīng)的監(jiān)測頻率發(fā)亮，這樣一來告警支路設(shè)計上采用為報警共用一個蜂鳴器的同時，使各路的電壓比較器共地，Out端輸出相互無關(guān)，多個比較器一起使用提供“或”輸出功能，各自接駁其對應(yīng)的報警LED。告警支路的電源可另外選擇，這個電壓與加到比較器電源端的電壓無關(guān)，可在允許電壓范圍內(nèi)選擇，實際當(dāng)中也由MC7806單獨(dú)提供一路（見圖）。蜂鳴器選用FS——D30025長聲DC3～24V，聲壓可達(dá)80dB，6V電壓驅(qū)動電流不到10mA。

停播告警儀，電路簡單，外圍硬件少，一個蜂鳴器，小電流低電壓，工作可靠。實現(xiàn)功能：11個所監(jiān)測頻率的廣播，任意一個斷載波，對應(yīng)的LED發(fā)光報警，同時蜂鳴器報警。一斷一響，齊斷齊響。本儀器還增設(shè)了一個止鈴按鈕，在未解除播出故障時，也可關(guān)閉報警聲，但LED不滅。