DX600中波發射機弧光監測系統的設計分析

路勇

（國家新聞出版廣電總局六五四臺 831200）

DX600中波發射機弧光監測系統的設計分析

路勇

（國家新聞出版廣電總局六五四臺 831200）

DX600全固態中波廣播發射機具有自動化程度高、安保措施完善的特點，在世界廣播行業被廣泛使用。本文簡要闡述DX600發射機弧光檢測原理以及弧光監測系統的原理，并且探討該系統的應用情況。

DX600中波發射機；弧光監測系統；設計

DX-600中波發射機合成器主要功能是將3個PB-200單元輸出的200kW射頻功率進行合成，從而達到600kW載波功率輸出。在合成器各機柜中的器件組成上，有多個射頻開關、真空電容、阻隔電阻等。因此，DX-600中波發射機在合成器中設置了許多的弧光檢測板，監測合成器各部位的打火情況，并及時對發射機進行告警指示并保護。

當弧光檢測板檢測到打火或弧光檢測板自身發生故障時，就會發出弧光故庫信號。如果弧光故障信號來自輸出匹配柜，可以根據輸出監測板上的“UPPERARCFLT”紅色指示燈判斷故障位置，但如果故障信號來自PB的其他機柜，輸出監測板上亮“LOWERARCFLT”紅燈，不能根據故障指示立即判斷故障的位置，需要經過測盆或打開相應機柜門逐一排查。這樣一來，拖延了排查和解決故障的時間。為了確保安全播出，快速查找到產生弧光故障的位里，經過分析研究，設計了一款弧光監測系統。該系統能夠在液晶顯示器上直觀地顯示PB中任何一個發生弧光故障的位里，大大縮短了故障排查和排除時間，提高了安全播出的可靠性。

1 DX600發射機弧光檢測工作原理（如圖1）

圖1 弧光檢測原理圖

圖1所示為DX-600發射機弧光檢測板的工作原理圖。其中R1為光敏電阻，C1，C2為耐壓100V、容量為0.1uF的瓷片電容，R2為27Ω的限流電阻。發射機正常工作時，如果弧光檢測板沒有受到弧光照射，則R1的阻值為無窮大，弧光檢測輸出電壓為0V；如果弧光檢測板檢測到弧光，通過弧光的照射，R1的阻值迅速降低到一個很小的值，R1近似于短路，此時弧光檢測輸出電壓為VCC。因此，弧光檢測板輸出的正常信號為低電平，而故障信號為高電平。

該故障信號輸出到輸出監測板或發射機接口板后，再通過相應的檢測電路，使發生故障的PB脫機，同時在輸出監測板上顯示相應的紅色故障指示燈，但不能顯示具體的故障位里。

2 弧光檢測系統原理

弧光監測系統為解決發射機弧光故障顯示的缺陷進行設計的，通過采集弧光檢測器的輸出信號，實時監測弧光，并將監測情況顯示在液晶顯示器上。系統原理框圖如圖2所示，該系統不僅可以對弧光信號進行監測，還可以利用預留的信號接口，對其他信號進行監測，擴展該系統的功能。

圖2 原理框圖

在DX600發射機中，每塊弧光檢測器板都有兩路如圖1所示的弧光檢測電路，都有兩個輸出信號。但在該系統中，不需要采集所有的輸出信號。除了輸出匹配柜弧光檢測板輸出的兩路弧光信號沒有連接在同一節點，其他機柜弧光檢測板輸出的兩路弧光信號均連接在同一個節點，因此只需要采集五路弧光信號。這五路信號為別為：輸出匹配柜兩路，右機柜、中機柜、擴展機柜各一路。

弧光監測系統主要由兩個部分組成，第一部分是信號處理，第二部分是顯示與告警。

信號處理主要是由LM324及電位器組成的，用于對采集的信號進行處理。輸入信號為來自弧光檢測器的弧光信號。首先，該信號經過電壓跟隨器，然后再經過比較器后輸出，此時的輸出成為只有高、低電平之分的二進制信號。電壓跟隨器在該部分電路中的主要作用是使后級電路不影響前級，即弧光監測系統不影響發射機。合適的參考電壓Vref對于本系統來說非常重要，決定了該系統的監測靈敏度。Vref的值通過調節電位器來設定。若輸入的弧光信號為正常值，即此時輸入的弧光信號的電壓為0V，為了使信號處理部分的輸出為低電平，將Vref設定為0.8V。只要弧光檢測器檢測到弧光，其輸出的弧光信號電壓就會升高，只要電壓高于0.8v，信號處理部分向后級輸出一個高電平的故障信號。

顯示與告警部分由AT89C51、1602液晶顯示器和聲光告警電路構成。AT89C51是一種帶4k字節FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該單片機具有32個可編程的I／O端口，并具有良好的擴展功能。1602液晶顯示器是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的工業字符型液晶LCD，能夠同時顯示32個（16列2行）字符，每個字符都是5×7點陣。聲光告警電路主要由三極管、限流電阻、發光二極管及蜂鳴器組成，其中，三極管在該電路中用于作為開關器件。元器件按照設計的電路圖焊接到PCB板后，將編寫好的代碼燒寫到單片機中。這些代碼包含了初始化、故障判斷、顯示指示、查找表等幾大模塊，存儲在單片機的FLASH存儲器中。該系統運行時從P1口和P3口接收輸入信號，根據輸入信號的內容，判斷有沒有故障，有什么類型的故障，通過P0口向液晶顯示器發送顯示指令，通過P2口的P2.0和P2.1對聲光告警電路進行控制。其中，P1.5、P1.6、P1.7和P3口是該系統預留的擴展口，詳見圖3。

圖3 顯示與告警部分原理圖

具體的執行步驟如下：

第1步：初始化。初始化各UO口，初始化顯示器。

第2步：接收輸人信號，判斷是否有故障。

第3步：若沒有故障，向顯示器發送顯示正常的指令，返回到第2步。

第4步：若有故障，閃爍紅燈，使蜂鳴器發出聲音，判斷是否為新故障。

第5步：若不是新故，障，返回到第2步。

第6步：若是新故障，查找故障類型，并向顯示器發送顯示故障類型及故障位t的指令，返回到第2步。

3 弧光檢測系統的擴展應用

P1.5，P1.6，P1.7和P3口是該系統預留的擴展口。通過利用預留的擴展口，目前該系統也能夠實時監測漏水狀態。一旦檢測到漏水，該系統立刻告普并顯示具體的漏水位置。

經過反復試驗后，將該系統制作成PCB電路板成品，并安裝到DX600發射機PB1的左機柜。表1為監測對象故障狀態與顯示器內容的對應表。若出現單個故障，顯示器按表1中的內容顯示；若有兩個故障同時出現，則根據表1中第一列的順序，排在前面的故障在第一行顯示，排在后面的故障在第二行顯示；若有三個以上故障同時出現，則按照順序輪流顯示。

表1 單個故障時顯示器的顯示內容

4 結語

綜上所述，弧光監測系統有效地改善了發射機弧光故障顯示的不足。然而，只有弧光檢測板正常時，弧光監測系統才能正確地對弧光進行監測。因此，我們應該對弧光檢測器定期進行檢查，確保弧光檢測器能夠正常工作，才能保證弧光監測系統正確監測弧光?？偠灾?，只有不斷積累維護經驗，主動進行技術革新改造，并且充實和完善應急處理預案，才能保障發射機安全穩定播出。

[1]《廣播電視發送與傳輸維護手冊-DX型中波發射機》.國家新聞出版廣電總局無線電臺管理局.

[2]占榮郎.DX-600中波發射機合成器弧光檢測系統的原理及分析[J].科技傳播，2015（15）.

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2016-5-20