廣播電視發射臺站多路音視頻報警器的設計與實現

□牙政瑞

廣播電視發射臺站多路音視頻報警器的設計與實現

□牙政瑞

本文主要介紹河池市廣播電視臺自制的多路音視頻報警器。本報警器線路簡單，器件少，易于制作，成本低。整個電路主要由五個部分組成，即電源、信號檢波輸出、信號指示電路、555延時器、高分貝有源蜂鳴器及其驅動電路。

信號檢波電路；555延時器；與非門電路；蜂鳴器驅動電路

安全播出是廣播電視系統技術維護的重中之重。技術人員在工作中經常會遇到信號中斷的故障，由于這種中斷故障存在突發性，若沒有報警裝置是不容易及時發現的，會造成停播或劣播事故。為了減輕值班人員的工作強度，減少人為責任事故，杜絕因人為因素造成的停播、誤播，實現信號的安全優質播出，音視頻報警器是必不可少的。

此音視頻報警器由五個獨立的電路即電源、信號檢波、信號指示電路、555延時器、高分貝有源蜂鳴器及其驅動電路組成，邏輯框圖如圖1所示，整機電路圖如圖2所示。

一、信號檢波輸出電路

河池市廣播電視臺發射臺總開路發射兩個頻道，一是河池電視臺新聞綜合頻道，二是河池人民廣播電臺。河池電視臺新聞綜合頻道為三頻道（圖像載頻65.75MHZ），河池人民廣播電臺為98.7MHZ。由于兩者頻率都比較高，直接選頻檢波難度很大，對元件的要求也更高，因此必須用其他更加簡單的方法來解決。我們可以從信號的監播設備入手，電視監看設備為電視機，電臺監聽設備為接收音響，而電視機有音視頻輸出，接收音響也有音頻輸出，因此可以從接收三頻道的電視機中取得河池電視臺新聞綜合頻道的音視頻信號，從接收音響中取得河池人民廣播電臺的音頻信號，如此一來也就完成了選頻和降頻的工作，因此可以作為報警器的信號輸入，最高頻率也只有視頻的頻率，電路的要求就降低了。

河池電視臺新聞綜合頻道的電視視頻信號通過通過C8輸入到二極管D11、D12、R12和C7上進行倍壓整流，檢波管為1N60高頻檢波管，輸入到運放LM324的10腳運放的同相端，反相端9腳接R13、R14，通過電源分壓產生0.25伏電壓，目的是去除電路的噪聲干擾，防止比較器的誤判斷。8腳為比較器輸出端，輸出信號為V1，作為判斷電視視頻有無的參照，當8腳為高電，平時電視視頻信號正常，當8腳為低電，平時電視視頻信號中斷。同理，C4、C3、D7、D9、R8、R9、R10和運放LM324的5、6、7腳為河池電視臺新聞綜合頻道的電視音頻信號檢波和輸出電路，輸出信號為A1，由LM324的7腳輸出。C6、C5、D8、D10、R11、R6、R7和運放LM324的2、3、1腳為河池廣播電臺音頻信號檢波和輸出電路，輸出信號為A2，由LM324的1腳輸出。檢波后的電視信號V1、A1通過雙聯撥動開關SW1之后進入與非門電路和信號指示電路；電臺音頻信號A2通過單聯撥動開關SW2之后，一路直接送到信號指示電路，另一路音頻進入與非門。SW1和SW2為波動開關，正常都放在打開狀態。由于電視、電臺的停機時間不一致，河池人民廣播電臺停機時間在23點40分，而河池電視臺新聞綜合頻道的停機時間在0點30分，因此23點40之后電臺的發射機停機，接收音響沒有音頻輸出，A2為低電平，延時20秒后報警器就會一直響個不停。這時若把SW2撥到OFF即可關閉電臺信號的監控。而報警器繼續對電視信號進行監控，除非SW1撥到OFF位置。每臺發射機對應一個波動開關，分別獨立控制。

二、信號指示電路

信號指示電路比較簡單，由NPN三極管驅動綠色發光二極管組成，V1、A1分別對應三頻道即河池電視臺新聞綜合頻道的視頻和音頻，A2對應河池人民廣播電臺的音頻。當電視、電臺的信號正常時，V1、A1和A2都為高電平Q2、Q5、Q6導通，信號指示LED都亮綠燈；當某路信號中斷時，對應的三極管就截止，相應的LED燈就會滅。

三、與非門電路

整個電路有兩個與非門電路，第一個由D4、D5、D6、R4、R5、Q1組成，用于A1、A2兩路音頻的合并，第二個由D13、D14、D17、R21、R15、Q4組成，用于V1與從555延時器3腳出來的音頻合并。當且僅當A1、A2都輸出高電平時，即電視、電臺的音頻都正常時，Q1才輸出低電平；當且僅當V1、555集成塊3腳都輸出高電平時，即視頻、音頻都正常時，Q4才輸出低電平。

四、555延時器

視頻信號不需要延時，視頻信號一中斷就要馬上報警，延時器主要是針對音頻信號設計的，通常設計延時20秒后報警。555延時器電路接成單穩態工作模式，電路一接通，由于C2上的電壓為零且不能突變，故555延時器的2腳、6腳接地，使3腳輸出高電平。

當音頻信號正常時，A1、A2都為高電平，與非門Q1飽和導通輸出低電平，D1的負端為低電平并導通，使555延時器2腳鉗位在1V左右，小于1/3VCC，3腳輸出一直保持為高電平；當音頻信號有中斷時，A1、A2至少有一個為低電平時，則Q1截止，D1的負端為高電平，D1截止，VCC通過RV1向C2充電。當C2的電壓沖到2/3VCC時，555內部的比較器翻轉，使3腳輸出低電平，其定時的時間由可變電阻 RV1和電容 C2決定。定時長度為1.1*RV1*C2，調節RV1的電阻值，使其定時長度為20秒。D3使C2在信號恢復后有放電回路。

五、蜂鳴器及其驅動電路組成

蜂鳴器選高分貝有源蜂鳴器BJ-1/12V，由Q3直接驅動，Q3可選中功率的NPN管。

六、電源

整個電路的電源電路，220伏經變壓器輸出15伏交流電，經D18、D19、D20、D21橋式整流后變成脈動直流電，濾波后過LM7812穩壓集成塊，輸出穩定的12伏直流電，為整個電路提供電源。

七、電路調試

電路安裝完成后，接入音視頻信號，加電對整個電路進行測試。第一，測量運放LM324的1、7、8腳是否為高電平，然后斷開音視頻信號，再次測量1、7、8腳是否為低電平，同時觀察信號指示LED是否正常亮滅。第二，測量與非門輸出Q1、Q4的集電極，在信號正常時是否為低電平，信號中斷時是否為高電平。第三，測量延時時間，手機設置為秒表狀態，斷開任何一路音頻信號，同時秒表開始計時，記錄NE555的3腳由高電平變成低電平的時間，調節RV1，使其延時的時間為20秒即可。

八、結語

本報警器電路簡單，設計巧妙，可以進一步擴展，監控更多的發射機開路信號，只要在與非門電路中加入檢波后的信號高低電平即可，不會改變整個電路結構，而其它部分電路不需任何改動。到2020年，全國地面數字電視廣播覆蓋網基本建成，地面模擬電視信號停止播出，發射機全改成全數字發射機，只要監看設備是電視，能從電視機中取出音視頻信號或者從無線數字機頂盒中取出音視頻信號，此報警器仍然可以對全數字發射機進行監播。

1.楊兆選,丁潤濤編著.555定時器原理及實用電路集錦[M].天津大學出版社,1989.

2.王毓銀編著.脈沖與數字電路[M].高等教育出版社, 1999.

（作者單位：河池市廣播電視臺）