短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)環(huán)路接地問題的危害及解決思路

摘 要

近些年來，信息技術的飛速發(fā)展帶動了廣播電視技術的進步，這也使各基層臺站實現(xiàn)了信息化、數(shù)字化、自動化的管理，極大促進了廣播電視事業(yè)的發(fā)展。不過，隨著各基層臺站建設的不斷深入，短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)的環(huán)路接地問題也越來越突出，從而嚴重阻礙了廣播電視事業(yè)的發(fā)展，對短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)環(huán)路接地問題的解決已經(jīng)迫在眉睫。為此，本文通過對短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)的接地方式進行探討，深入分析了環(huán)路接地問題的產(chǎn)生原因，明確了環(huán)路接地問題的危害，以此探討短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)環(huán)路接地問題的相關解決思路。

【關鍵詞】短波廣播發(fā)射機 計算控制系統(tǒng) 環(huán)路接地問題 危害

科學技術水平的發(fā)展，使廣播電視事業(yè)得到了日新月異的發(fā)展，眾多先進的電子設備也紛紛的被用于廣播電視領域當中，但由于短波廣播發(fā)射機的運行頻率較高，這使其在運行過程中極易受到各種電子及微電子設備的影響，從而產(chǎn)生非常嚴重的電磁干擾問題，而電磁干擾問題又被稱為環(huán)路接地問題。環(huán)路接地問題不僅極大影響了短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也使廣播電視節(jié)目的質(zhì)量受到很大影響，甚至還會造成系統(tǒng)損壞。因此，采取相應的解決措施來消除環(huán)路接地問題具有十分重要的意義。

1 短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)的接地方式

在短波廣播發(fā)射機中，其接地線主要由三個部分組成，分別是工作接地、保安接地與高頻接地。工作接地與保安接地的作用是為了確保短波廣播發(fā)射機能夠安全運行，避免過大電流給人體帶來傷害，在對工作接地與保安接地進行設置時，必須嚴格按照電力規(guī)定的流程及標準來進行布置。而高頻接地的作用則是為了消除其他電子及微電子設備給其帶來的電磁干擾問題，而在對高頻接地進行布置時，必須要確保發(fā)射機具備良好的高頻地電位。在短波廣播發(fā)射器中應設置專用的地接線，要確保地接線能夠從機箱末端的槽路中進行引出，使其能夠與接地極進行穩(wěn)定連接。此外，還要確保發(fā)射機的機箱中都要具備相應的保安接地。短波廣播發(fā)射機之所以會產(chǎn)生環(huán)路接地問題，最主要的原因還是在于高頻信號接地布置不合理造成的。因此，本文便對高頻接地進行深入的探討。

1.1 短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)環(huán)路接地問題的產(chǎn)生原因

在短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)中，之所以會產(chǎn)生環(huán)路接地問題，其中有很大一部分原因是由于高頻信號接地布置不合理造成的，除此之外，交流電路與直流電路也會產(chǎn)生環(huán)路接地問題，即電磁干擾。高頻接地的布置目的是為了消除電磁場對短波廣播發(fā)射機的電磁干擾，這也使其成為消除電磁干擾問題的主要手段。眾所周知，短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)的接地線是存在電壓的，由于短波廣播發(fā)射機在運行過程中的頻率較高，這也使高頻地線的阻抗也較大，根據(jù)歐姆定律公式來分析，當高頻接地線的阻抗增大時，其內(nèi)部的交流電阻會受到趨膚效應的影響，進而使電流匯聚到接地線的導體表面，這時電流的實際截面就會大大減小，使電阻進一步增加，電阻的增加會使接地線兩端的電壓明顯增大，這時線路的兩端就會形成電位差，從而造成電磁干擾現(xiàn)象，這也正是環(huán)路接地問題產(chǎn)生的根本原因。在短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)中，激勵器、高頻放大器及寬頻裝置都會對控制系統(tǒng)的環(huán)路接地問題產(chǎn)生重要影響。因此在進行高頻接地布置時，必須要采用多點接地的方式來布置，以此降低和消除高頻接地線中的分布電容與電感。

1.2 高頻接地線的布置方法

短波廣播發(fā)射機的頻率普遍要超過1兆赫茲，如此大的運行頻率，必然會產(chǎn)生嚴重的環(huán)路接地問題。因此在對高頻接地線進行布置時，應采用多點接地的布置方式。所謂多點接地布置，就是將計算控制系統(tǒng)中的各個回路采用同一塊接地平板來進行替代，之所以要進行這樣布置，是因為高頻接地線中的感抗和短波廣播發(fā)射機的運行頻率及地線的長度是成正比關系的，短波廣播發(fā)射機的頻率越高，則共地阻抗就會越大，共地阻抗的增大會進一步增加電位差，進而使環(huán)路地接問題更為明顯，電磁干擾現(xiàn)象也就越嚴重。因此，在對高頻接地線進行布置時，必須要確保高頻地線的長度要盡可能的縮短，并且在對高頻接地線進行多點接地時，還要盡可能的找出最低阻值的區(qū)域來進行接地。此外，環(huán)境中的雜散電容也極容易造成環(huán)路接地問題，而通過對高頻接地線進行多點接地，能夠有效消除雜散電容所帶來的環(huán)路地接問題。

2 短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)環(huán)路接地問題的危害

由于短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)的運行環(huán)境較為復雜，各種電子設備及微電子設備眾多，這就極容易發(fā)生環(huán)路接地問題，產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象，因此在對短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)進行設計時，應對多個方面的因素進行充分考慮，以此盡量降低干擾環(huán)境給控制系統(tǒng)帶來的不利影響。在短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)中，主要有兩個大電流回路，如果系統(tǒng)中的某個回路中的電流超過另一個回路，就勢必會對電流較低的回路造成電磁干擾。在控制系統(tǒng)中，傳感器是嵌入到計算機控制系統(tǒng)當中的，傳感器與計算機控制系統(tǒng)分別采用兩個回路，其中計算機控制系統(tǒng)的接地是將安全地和電源進行連接的，而傳感器的接地則是將其與大功率設備采用另一個電路和安全接進行連接的，這也使傳感器和大功率設備共用一個回路。從理論角度進行分析，交流安全接地回路是不存在電流的，但實際上卻并非如此，當交流安全電路被激活時，傳感器中的微處理器與接地端的電壓就會存在明顯差異，進而形成電壓差，電壓差會造成計算機控制系統(tǒng)與傳感器之間的電纜中產(chǎn)生接地環(huán)路電流，進而引發(fā)環(huán)路接地問題。環(huán)路接地問題的產(chǎn)生不僅會使計算控制系統(tǒng)出現(xiàn)較大誤差，還會進一步造成系統(tǒng)的芯片損壞。

如果傳感器接地回路與控制系統(tǒng)接地回路中的電位差過大，還有可能會造成控制系統(tǒng)的工作連接通路中斷。而這還不是最嚴重的，當大功率設備運行時，會使接地回路中的電位差瞬間增大，進而形成電壓浪涌，強大的電壓會瞬間將控制系統(tǒng)中的驅(qū)動電路擊穿，甚至還會造成系統(tǒng)的芯片發(fā)生爆裂，從而引發(fā)非常嚴重的火災事故。除此之外，當系統(tǒng)中的直流接地出現(xiàn)電位差時，也會引發(fā)計算控制系統(tǒng)發(fā)生較大誤差。例如，通過在短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)中的下位機與上位機利用同一根通信電纜進行連接，而下位機與上位機的電源插頭卻分別插在不同插座當中，這就極有可能造成直流接地產(chǎn)生電位差，進而引發(fā)環(huán)路接地問題，使系統(tǒng)信息出現(xiàn)明顯誤差。endprint

3 短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)環(huán)路接地問題的解決思路

3.1 對多點接地進行靈活布置

環(huán)路接地問題的產(chǎn)生最根本的原因在于設備間的地線中存在電位差，并且設備自身所處的電磁場環(huán)境。因此為了消除控制系統(tǒng)的環(huán)路接地問題，就必須對高頻地線進行靈活的多點接地布置，在進行多點接地布置時，應盡量減少高頻地線的長度，并且需要找出低阻值地點來進行地線接地，盡量避免在雜散電容環(huán)境中進行接地，以此最大限度的減小地線阻抗，降低電磁環(huán)境及其他設備的干擾電壓，從而達到消除環(huán)路接地問題的目的。

3.2 采用物理隔離手段消除環(huán)路接地問題

僅僅通過高頻地線的多點接地是難以對環(huán)路接地問題進行消除的，因此必須采取相應措施來對干擾問題進行屏蔽與隔離。我們可通過對趨膚效應的利用，來通過物理手段對電磁干擾進行隔離。可以通過對短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)的接地方式進行改變，將機箱中的地線與其他機箱進行連接，通過與之相連機箱的接地來達到隔離的效果。此外，還可以通過在系統(tǒng)線路中設置光耦合器件、隔離變壓器等方式來實現(xiàn)對電磁環(huán)境的隔離。還可以通過將導電性能良好的金屬，如銅、鋁等金屬制作成隔離容器，將需要進行隔離的電路放到隔離容器當中，以此達到隔離效果。

3.3 傳輸模式與通信模式的改變來消除環(huán)路接地問題

短波廣播發(fā)射機計算控制系統(tǒng)需要經(jīng)常對信號進行傳輸，而由于其所處環(huán)境復雜、電子設備較多等原因，致使常常發(fā)生環(huán)路接地問題。因此，為了進一步消除環(huán)路接地問題，應對傳輸模式與通信模式進行改變，在進行遠距離的信號傳輸時，應通過光纖電纜接口的使用來避免電器連接與共地問題。而在近距離的信號傳輸時，可以通過光電隔離式串行通信模式的應用來消除。此外，還要明確規(guī)定大功率設備嚴禁與其他安全接地回路進行共用，以此降低電壓浪涌給系統(tǒng)造成的損失。

4 結(jié)語

總而言之，廣播電視事業(yè)直接關系到社會的民生發(fā)展，而其技術含量也非常高，因此，為了確保其能夠為民眾提供更加優(yōu)質(zhì)的服務，就必須采取相應措施來消除環(huán)路接地問題，以此確保短波廣播發(fā)射器計算控制系統(tǒng)能夠得以穩(wěn)定、可靠的運行，進一步推動廣播電視事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介

聶全民（1976-），男，陜西省寶雞市人。工程師。國家新聞出版廣電總局724臺機房副主任。研究方向為短波發(fā)射機傳輸與發(fā)送。

作者單位

國家新聞出版廣電總局724臺 陜西省寶雞市 721000endprint