發射機控制系統的設計與實現

李利　國家新聞出版廣電總局五六一臺　330046

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發射機控制系統的設計與實現

李利國家新聞出版廣電總局五六一臺330046

【文章摘要】

隨著我國科學技術不斷應用與推進，智能化控制系統廣泛存在于中波廣播發射機系統中，不斷提高中波廣播發射機的發射性能以及自動化、信息化水平，在充分了解中波廣播發射機的工作原理和傳統模式下的發射機控制系統的基礎上，對控制系統的主控單元進行重新設計改造，同時有效結合新型調頻廣播發射機的具體控制要求，實時優化控制系統的各控制單元，最終實現控制系統的穩定運行。

【關鍵詞】

廣播發射機；中波系統；模塊化設計；ARM

0　引言

中波廣播發射機控制系統實時監控發射機的運行狀態，是一種能夠整體調制音頻信號、視頻信號的大小，同時運用無線電波將音頻、視頻信號傳送給用戶，不斷提高發射機的穩定可靠性。中波廣播發射機控制系統既能充分滿足穩定的需求量，而且減輕了廣播站工作人員的作業負擔，從而降低運營商的造價成本，。因此，本文重點研究中波發射機控制系統的設計與實現，拓展廣電技術的研究領域。

1　廣播發射機的控制系統分析

廣播發射機控制系統工作流程簡化為音頻、視頻信號經過激勵器調制與放大，通過功率放大系統將得到的射頻信號進行一級放大，以及功率分配器將射頻信號分配至末級功放盒進行二級放大，通過功率合成器對射頻信號進行加工輸出合成功率，最后由帶通濾波器對信號進行濾波反應，消除雜波的干擾，將成功合成的射頻信號傳至天線，實現發射。其中激勵器能夠協調性地調制和放大輸入的音頻、視頻信號，功率放大系統分為前級功放、功率分配器、末級功效盒以及合成器，每一項組成部分都會協調工作、分級管理，前級功放將輸入的射頻信號放大，通過功率分配器分配為多個具有相同功率的輸出信號，末級功放實際對射頻信號進行進一步放大，合成器則將末級功放盒內的輸出信號合并功率。信號通過冷卻系統冷卻末級功放盒，避免溫度過高損壞設備器件;電源系統主要為整個控制系統提供電力服務，控制系統則整體控制發射機，自動實現發射機的開關機設置，并實時監測發射機的各部件運行狀態，并實施具體的保護系統。

廣播發射機對控制系統的要求極高，不僅能夠對發射機的設備進行實時監控，還能對突發故障進行自我保護，達到高層次、智能化的系統需求。具體的控制系統包括：①準確定位時間，精確到秒;②采集、顯示發射機運行的數據信息;③定時控制開關機，時間精確到分鐘;④分別設置自動開關機與手動開關機;⑤精確設置系統運行參數：系統時間、定時開關機以及修正系數等;⑥記錄、查詢歷史信息與故障原因;⑦設置遠程通信功能，實時監控。同時為了滿足更多用戶的需求，可以根據市場需要添加發射機的應用模塊。

2　發射機控制系統ARM主控單元的設計與實現

2.1主控單元硬件設計與實現

主控單元微控制器的系統組成：電源電路、復位電路、時鐘電路、JTAG調試電路以及啟動模式設置電路等，而實現主控單元的硬件設備，則必須全面了解微控制器的整體協調性原理。微控制器的整體構件需要通過硬件接口實現緊密連接，硬件接口也方便內外設備的信息交流與傳送，同時增加隔離電路，為硬件接口的各器件提供獨立的電源設置，從而避免外部設備由于故障原因而導致的微控制器不能正常工作，基于ARM微控制器的作用原理，優化設計其最小系統。在主控單元的電源電路、觸摸屏接口、串行通信接口、以太網通信接口以及數存儲接口等方面實現硬件運行，電源電路主要實現各部件的芯片對電源功率的需求，并為硬件芯片的工作環境提供較為穩定的電壓等級以及電流消耗。本文以主控單元的電源種類作為實例分析：輸出電流控制在271mA的+3. 3V電源、338mA的+5V電源、380mA的+12V電源，3.3V電源的來源是芯片型號LM1117I-3.3 ;串口通信線路由于增加了隔離設置，運用電源+5V驅動芯片（MAX485、MAX232）與其他電源器件分隔開，有效緩解電源的壓力設置;系統輸入的電源+12V通過器件芯片IF1205S-2W系統產生，觸摸屏的背光電源+12V以及單色屏背光電源+5V，可以從系統電源直接釋放。主控單元的電源芯片根據型號的不同會輸出不同的電流值，比如LM1117I的最大輸出電流是800mA，IF1205S-2W的最大輸出電流400mA，20w開關電源直接為主控單元提供+5V、+12V的電源，從而有效滿足主控單元對電源功率的需求。

2.2主控單元軟件設計與實現

隨著發射機控制系統的不斷完善，能夠滿足不同的用戶需求，同時考慮到控制系統在可移植性與可維護性方面仍存在缺陷，因此在設計主控單元的軟件時要實現其層次化、模塊化、分明化，具有層次性的軟件結構能夠分別設置不同的功能模塊，進而對每個模塊設計與實現具有層次化的結構，各模塊之間則通過整體性的系統進行有機組合，從而完成對軟件功能的實現原則。微控制器作為硬件設備驅動的核心環節，與硬件接口相互結合，充分發揮各器件芯片的把具體功效，從而為上層應用設置提供訪問硬件設備的應用接口;模塊功能主要由控制系統中的軟件模塊發揮作用，各軟件模塊與其中的子功能相互對應、協調，其中組織調度層以控制系統運行的最佳方式為應用目標，運行設計系統模塊，整體組合軟件模塊的應用，最后通過調度器決定任務啟動的運行順序。

3　結語

本文主要論述中波廣播發射機智能控制系統的基本構成以及工作原理，在原有系統基礎上改進成一種具有觸摸屏特效的系統設置，逐步實現人機交互、網絡通信功能增強以及整體系統處理等性能，更好地滿足于用戶需求。其次該設計方案能夠維持發射機的保護系統，并實現及時記錄、查詢數據定時信息以及安全設置系統運行參數，從而實現網絡通信功能。

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