廣播發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中的電磁干擾分析

摘 要：廣播電視是通過無線電波進(jìn)行傳輸?shù)模鵁o線電波的傳輸容易受到周圍電磁環(huán)境的影響。廣播發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，是對(duì)廣播電視傳輸情況以及傳輸質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的設(shè)備，可以對(duì)廣播電視發(fā)射過程中，周圍電磁環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，并避免無線電波被周圍電磁環(huán)境干擾。本文就廣播電視發(fā)射過程中，周圍電磁環(huán)境對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的干擾進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：廣播發(fā)射電臺(tái)；監(jiān)控系統(tǒng)；電磁干擾；

中圖分類號(hào)：TN931 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2015）-05-00-01

引言

廣播電視是對(duì)聲音、圖像進(jìn)行處理，傳播至各家各戶。可以及時(shí)對(duì)國家、黨的路線、方針以及政策進(jìn)行宣傳；可以向市民傳播知識(shí)，不斷提高市民的科學(xué)文化素質(zhì)。然而，廣播電視的對(duì)聲音、圖像的傳播容易受到周圍電磁環(huán)境的干擾。為提高廣播電視的傳輸質(zhì)量，廣播電視局紛紛在其廣播發(fā)射臺(tái)設(shè)立監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)廣播發(fā)射情況進(jìn)行控制，對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。

一、廣播發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

廣播電視發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)為核心，采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)、信息數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，建立智能化、網(wǎng)絡(luò)化的臺(tái)內(nèi)監(jiān)控平臺(tái)。對(duì)廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái)站的設(shè)備運(yùn)行、安全防護(hù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，滿足各臺(tái)站“有人留守、無人值班”的需求，確保廣播電視安全優(yōu)質(zhì)傳輸。目前，我國廣播發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控主要用編程控制機(jī)和工控機(jī)，編程控制機(jī)的作用就是抵抗電磁對(duì)廣播電波的干擾。

二、發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)電磁干擾的途徑與種類

對(duì)廣播電視電波產(chǎn)生干擾的電磁，入侵監(jiān)控系統(tǒng)的途徑有兩種，傳導(dǎo)和直接輻射。電磁傳導(dǎo)途徑入侵監(jiān)控系統(tǒng)，是在監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電波輸入輸出的過程中，設(shè)備產(chǎn)生的電弧干擾也通過輸入輸出導(dǎo)線同時(shí)導(dǎo)入監(jiān)控系統(tǒng)中；電磁直接輻射途徑入侵監(jiān)控系統(tǒng)，是發(fā)射臺(tái)周圍的電磁環(huán)境，可以通過容性耦合與感性耦合直接輻射到監(jiān)控系統(tǒng)中。

發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)電磁干擾的種類有兩種。第一，被測(cè)信號(hào)干擾，被測(cè)信號(hào)干擾又可分為常態(tài)干擾與共模干擾兩種；第二，程序干擾。這兩種干擾種類的劃分，是以電磁干擾監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)果為依據(jù)的。

（一）被測(cè)信號(hào)干擾—常態(tài)干擾。廣播電視聲音在傳播過程中，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)有用的直流信號(hào)或緩慢的交流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，其中存在的雜亂噪聲，稱之為常態(tài)干擾。

（二）被測(cè)信號(hào)干擾—共模干擾。共模干擾是指輸入設(shè)備上的干擾直流/交流電壓，通過直接輻射的途徑，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中模/數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的干擾。在廣播電視輸入輸出過程中，電磁對(duì)直流/交流電壓產(chǎn)生的輻射干擾值，取決于編程控制器和工控機(jī)設(shè)備的接地狀況，一般情況其干擾值可達(dá)到幾伏，有時(shí)候可大十幾伏或更高。

產(chǎn)生共模干擾的原理，是廣播電視發(fā)射臺(tái)對(duì)廣播電視聲音和圖像的輸入輸出過程中，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)周圍電磁環(huán)境與電波環(huán)境檢測(cè)與控制的參數(shù)很多，這些參數(shù)是用廣播發(fā)射臺(tái)各個(gè)輸入輸出設(shè)備分別檢測(cè)，比較分散。利用導(dǎo)線，將編程控制器發(fā)出的控制信號(hào)傳輸?shù)皆O(shè)備儀器上，或者由設(shè)備中的傳感器將控制信號(hào)傳輸?shù)侥?數(shù)轉(zhuǎn)換器。

（三）程序干擾。廣播發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)電磁對(duì)程序的干擾，就是電磁對(duì)編程控制器和工控機(jī)運(yùn)行的干擾。編程控制器與控制機(jī)作為發(fā)射臺(tái)的信號(hào)輸入輸出設(shè)備，其箱體的安裝接地狀況，影響其干擾能力。

三、發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)電磁抗干擾的措施

廣播電視發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)廣播電視聲音與圖像傳輸進(jìn)行監(jiān)督與質(zhì)量控制的系統(tǒng)。人為全天候的監(jiān)督與控制工作量非常大。因此，在廣播電視發(fā)射臺(tái)需要做好抗電磁干擾的措施，將廣播電視發(fā)射臺(tái)的管理實(shí)現(xiàn)“有人留守、無人值班”。

（一）抗常態(tài)干擾的措施。常態(tài)干擾作為被測(cè)信號(hào)干擾的一種形式，其抵抗干擾的方案措施應(yīng)以被測(cè)信號(hào)的來源以及其特點(diǎn)為依據(jù)。

以被測(cè)信號(hào)的來源為抗干擾依據(jù)，表現(xiàn)在，當(dāng)電磁干擾來源為尖峰型常態(tài)干擾源時(shí)，發(fā)射臺(tái)轉(zhuǎn)換器設(shè)備采用雙斜率積分式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，此轉(zhuǎn)換器可以消減尖峰型常態(tài)干擾源帶來的干擾作用。選擇抗干擾設(shè)備的依據(jù)是，雙斜率積分式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是對(duì)被測(cè)信號(hào)的平均值進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，所涉及的被測(cè)信號(hào)值，涵蓋各個(gè)點(diǎn)的瞬間信號(hào)，所以可以抑制尖峰型常態(tài)干擾。

根據(jù)被測(cè)信號(hào)的自身性質(zhì)特點(diǎn)為抗干擾依據(jù)，表現(xiàn)在：①當(dāng)常態(tài)干擾的頻率比被測(cè)信號(hào)的頻率要高時(shí)，信號(hào)輸入設(shè)備采用低通濾波器，此設(shè)備能夠抑制高頻率常態(tài)干擾；②當(dāng)常態(tài)干擾頻率比被測(cè)信號(hào)的頻率低時(shí)，信號(hào)輸入設(shè)備采用高通濾波器，以抑制低頻率常態(tài)干擾；③當(dāng)常態(tài)干擾的頻率與被測(cè)信號(hào)的頻率相等時(shí)，信號(hào)輸入設(shè)備采用帶通濾波器，能有效的抑制此類常態(tài)干擾現(xiàn)象。從現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)中，對(duì)常態(tài)干擾信號(hào)的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，常態(tài)干擾信號(hào)一般比被檢測(cè)信號(hào)變化頻率值高，因此應(yīng)選取低通濾波器設(shè)備進(jìn)行干擾抑制，常用的濾波器型號(hào)為二級(jí)阻容低通濾波器，其工作性能可達(dá)到將50Hz的常態(tài)干擾信號(hào)削減600倍的效果。

由廣播電視輸入輸出周圍的電磁環(huán)境造成的常態(tài)干擾，對(duì)于此類干擾來源，盡早的將其被測(cè)信號(hào)進(jìn)行前置擴(kuò)大，提高信號(hào)轉(zhuǎn)換回路中信號(hào)噪聲的比值，以達(dá)到削減噪聲而減小干擾的目的。另一方面，可在發(fā)射臺(tái)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器在安裝之時(shí)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行隔離或者采取屏蔽保護(hù)措施，能有效的抵抗因電磁感應(yīng)造成的常態(tài)干擾。

（二）抗共模干擾的措施。抗共模干擾的措施，其一可將共模形式拆開，即將共模形式拆分為“模擬地”與“數(shù)字地”，共模干擾信號(hào)在傳輸過程中，“模擬地”與“數(shù)字地”的拆分，使得變壓器等設(shè)備將各種模擬負(fù)載信息與數(shù)字信息隔離開，信息傳輸?shù)幕芈繁磺袛啵粶y(cè)信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中獲得通路，即達(dá)到抑制共模干擾的作用。其二，采用數(shù)字濾波技術(shù)，將多個(gè)數(shù)字信息傳輸?shù)耐ǖ肋M(jìn)行融合，共用一個(gè)濾波程序。數(shù)字濾波技術(shù)，具有多種信號(hào)檢測(cè)計(jì)算法，如中值濾波法、算數(shù)平均值法、加權(quán)平均值法等等。數(shù)字濾波的計(jì)算方法，可將被檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)值進(jìn)行平均值計(jì)算，將每次檢測(cè)的A/D值進(jìn)行檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)，并現(xiàn)場(chǎng)平均值計(jì)算，避免因每次檢測(cè)的A/D值不一致而導(dǎo)致的干擾信號(hào)計(jì)算誤差。

（三）抗程序干擾的措施。電磁對(duì)程序的干擾，實(shí)質(zhì)是程序運(yùn)行設(shè)備的安裝質(zhì)量不過關(guān)，電磁入侵設(shè)備的安裝漏洞，從而對(duì)程序造成干擾。因此，在程序設(shè)備安裝過程中，一般會(huì)安裝電磁屏蔽電纜、編程控制器局部屏蔽元件或者高壓泄放元件對(duì)程序設(shè)備進(jìn)行抗干擾防護(hù)。

四、結(jié)語

控制廣播發(fā)射臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)被周圍電磁環(huán)境干擾的程度，能有效提高廣播電視的傳輸質(zhì)量。因此，在廣播電視發(fā)射臺(tái)的建設(shè)過程中，必須全面考慮監(jiān)控系統(tǒng)的電磁干擾源及分析其特性，做好電磁干擾抵抗措施，以保證監(jiān)控體統(tǒng)正常工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]林余山.可編程序控制器（PCL）在電臺(tái)中的應(yīng)用[J].電聲技術(shù)，2006-01-12.