大功率短波發射機數據采集與信號隔離的原理和設計

摘 要：在我國，一種發射短波的機器被稱為短波發射機，主要應用在傳播廣播電視信號行業中，需要注意的是短波發射機對于調制的音頻頻率在工作過程中是比較高的，所以對操作人員的調控技術也有了很高的要求，但是在實際操作中往往會使短波發射機的信號質量較差，本文首先主要分析研究了功率短波發射機數據采集，然后研究了信號隔離的原理和設計。

關鍵詞：發射機;數據;分析;隔離;設計

1 短波發射機的概述及分類

1.1 發射機激勵器

激勵器屬于一種單邊帶信號的器件。主要工作內容之一就是進行調制，運行狀態是將帶信號形成需要的單邊或者獨立單邊信號;經過變頻過程，在將上述已經調制好的信號搬移到發射頻率，當達到足夠的功率時可以推動線性功率放大器。單邊帶調制器石油平衡調制器和邊帶率邊器組成的，輸出信號的表現形式是一個載波被抑制的上下邊帶信號。分別選出需要的上代邊或者下帶邊信號通過帶濾波器輸出的信號中，然后通過載波重置電路提供不同電平的載波，這個過程就產生了產生各種單邊帶信號或獨立邊帶信號。

1.2 發射機的種類

（1）雙邊帶發射機。雙邊帶發射機主要通過連續信號來控制載波的幅度。主要方法是連接具有相同波形的信號以進行調制。根據頻譜，調制波的功率分為三個部分：上邊帶和下邊帶。載波頻率的功率保持不變，沒有任何有用的信息;當完全調制時，上下邊帶產生的功率僅為載波頻率的1/4，并且負載信息相同。在接收過程中進行簡單檢測后，可以將雙邊帶信號恢復為原始的連續信號;它非常適合單個發送器和多個接收器。它是聲音廣播的主要方式。它主要由射頻源，射頻放大器，音頻放大器和功率放大器組成。

（2）單邊帶發射機。SSB發送器是一種邊帶，它消除雙向邊帶的調制波，并保留，減小或消除載波調制信號的邊帶。它們分別稱為全載波，下載波和抑制載波SSB信號。載波SSB信號抑制具有最高的傳輸效率，即，可以以較小的功率和較窄的帶寬來傳輸相同的連續信號，但是在接收機的解調過程中需要引入載波頻率。

2 大功率短波發射機數據采集原理

2.1 規范統一

對于大功率短波發射機的數據采集，首先需要根據不同的發射機模型對采集的數據進行標準化。根據數據采集規范10千瓦中波發射機，100千瓦短波發射機，150千瓦短波發射機，tsw2500系列500千瓦短波發射機，420c型500千瓦短波發射機，DX單一單元系列中波發射機和DX系列并行在線中波發射機發射機，每個模型可以嚴格按照規范的要求對數據收集和上傳，確保發射機數據能夠按照規范在所有平臺上自下而上使用。

2.2 定制化標準

在大功率短波發射機的運行過程中，同一型號發射機的各個工位和機房都有不同的發射機自動化系統和數據采集內容，有些超出了規范范圍。即使收集到的數據是相同的，由于自動化系統的不同，上傳的第二個數據的格式也可能不同，導致上傳的數據種類繁多，甚至更高層次的統一使用。這增加了開發的難度和成本。

2.3 數據的緩存

從發射機單機自動系統接收上傳的數據，自動將日志信息和故障信息的數據存儲在故障發生前一分鐘。接收發射室內天線控制系統的數據，存儲日志信息和相應的故障信息，并將發射和天線控制系統的運行狀態數據發送到運行管理系統（平臺）。

2.4 數據匹配的應用

比對智能操作的狀態：天線控制系統是由機房的操作監控系統（機房平臺）結合狀態機自動化系統和接收操作數據單次比對的，實時每秒對操作數據機房監控系統進行一次比對。當發現單機自動化系統或天線控制系統與運行監控系統（機房平臺）的數據不匹配時，會在同一時間發出報警信息，以此來提醒值班人員進行適當干預。

2.5 運行監控

在對發射機和天控秒數據采集后，每個平臺都可以接收該數據并進行不同形式的數據監控，形式多樣，如列表形式，柱狀圖、儀表盤，實際電路位置恢復顯示，對應關系序列顯示等，以滿足不同的需求。準確統一的數據可以統一顯示工作的實時狀態，有利于跨地區的統一監督、值崗。

3 大功率短波發射機信號隔離設計研究

3.1 大功率短波發射機信號隔離原理

由于現階段信息技術的發展促進了大功率短波發射機信號隔離處理的技術手段。如：在信號隔離設計中使用plc模擬輸入模塊進行直接取樣，大功率短波發射機信號隔離，一般使用信號隔離變送器進行系統隔離，信號變送器是鏈接儀表的電氣設備，主要實現輸出信號，輸入信號以及供電電源之間的隔離，減少信號干擾帶來的問題，保證系統一直處于穩定運行狀態。大功率短波發射機在運行中一般使用3萬伏電壓，電流控制在500A上下，傳統的串聯方式是多個電阻分壓出小信號之后傳送到控制單元，在此過程中如果電路電阻值出現問題，則會導致電壓異常升高或下降，造成單元器件損壞。

3.2 大功率短波發射機信號隔離設計研究

（1）大功率短波發射機信號隔離設計研究中，首先要考慮其抗干擾問題，大功率短波發射機的工作頻率一般在26.1MHZ之間，設備的本身就是輻射體，但在信號取樣中所需的是低頻頻率，所以需要對發射機信號進行分選隔離。一般在工作中，通常會使用信號隔離器進行隔離，但是信號隔離器的差模抗干擾方面需要進一步加強。在實際應用中，隔離出的信號會被射頻信號干擾，影響傳送器的工作，造成信號隔離輸出信號不穩定，因此解決抗干擾問題是信號隔離設計中需要解決的重點問題。

（2）在數據庫中尋找相同特質的數據，劃分為不同種類，投放到規定的類型參數中，利用劃分形式進行種類劃分。此外，在發射機的運行中，末級電子管的工作狀態主要分為兩類。根據音頻負載幅度的變化而變化，監控裝置根據變化速度指示。因此，在輸入信號隔離發射機的傳輸之前，必須對信號進行積分處理，選擇適當的積分電路來平滑信號以達到隔離變送器的輸入信號的目的，并選擇輸入信號的平均值用來壓縮動態變化范圍，為了保證大功率短波發射機的穩定運行，應做好信號隔離器的設計。

4 結語

綜上所述，短波發射機是發射短波的重要機器，其不僅能夠快速發射短波信號，也能夠保證一定工作效率，因此，短波發射機也已經廣泛的被應用到廣播電臺的信號傳輸機構中。本文主要研究了大功率短波發射機數據采集與信號隔離的原理和設計，希望為電臺發射機的安全運行提供有效的維護與保障。

參考文獻：

[1]劉玲，高瑞剛，劉楠.PSM短波發射機故障處理與日常[J].數字傳媒研究，2012（2）：68-70.

作者簡介：韓凱（1987-），男，漢族，山東德州人，本科，助理工程師，研究方向：DF500A型500KW短波發射機。