本地調頻廣播發射系統的設計改造及應用

楊 熙，張艷強，張旭榮

（玉溪市五腦山廣播電視發射臺，云南 玉溪 653100）

0 引 言

廣播電視是黨、政府和人民的喉舌,是社會主義精神文明建設的重要陣地，也是民眾獲取民生、經濟、政治等信息的主要渠道之一[1]。為了讓民眾收聽到高質量、健康積極的廣播節目，廣播電視發射臺站必須提高節目傳輸的穩定性，將廣播電視的安全播出保障措施落實到位。由于信號源和發射機設備備份不足或供電系統故障將會導致廣播電視節目停播，因此必須重視對節目信號源、發射機設備以及供電系統部分的備份與優化更新，從設備備份和更新方面來更好地保障廣播電視節目的安全播出[2]。

1 設備優化設計改造概述

對調頻廣播節目發射的每個環節進行備份，從而保障每套廣播節目正常播出。針對調頻廣播信號源，中央和省廣播節目主要以接收衛星信號為主、廣電網絡信號為輔的多路備份的方式來保障節目信號源的備份，而本地調頻廣播還是以廣電網絡光纖的傳輸來提供節目信號源。對于本地調頻廣播來說，從本地電臺直接傳輸一路本地節目信號的專用光纖數字信號源很有必要，可以實現不同光纖線路本地調頻廣播信號的備份。當信號源部分出現故障，還可以將廣電網絡信號和電臺直通的信號進行對照來排查故障原因，有利于快速解決故障問題。

在工作中因供電問題造成的停播事故很多，考慮工作人員進行維修的人身安全和處理故障的時間等問題，對雙電源供電進行改造，減少斷電時長并快速接通供電電源。玉溪市五腦山廣播電視發射臺現已擁有兩套不間斷供電電源（Uninterruptible Power System，UPS），通過將兩路UPS 接入雙電源切換器（手自一體）和定時器，實現雙電源供電自動切換和定時開關設置[3]。對于發射機故障造成的停播，此前安裝的是手動切換發射機射頻的切換開關，工作人員手動切換需要一定的時間。而設計改造射頻切換開關設備，可以同時對主備發射機設備和設備供電進行自動切換。通過對主機功率設置一個采樣值，當功率低于采樣設定值時或為0 時，主機會自動切斷電源，備機自動供電且射頻開關同時切換至備機啟動，從主機切換至備機正常運行的時間相比之前人工切換大幅降低，同時縮短了工作人員監測到信號中斷到處理倒換設備的時間。

2 設計方案

2.1 供電線路設計改造

改造供電線路，以主備兩路供電電源來保障供電。將松豐UPS 作為主用電源、易事特UPS 作為備用電源，兩路供電電源接入雙電源切換器，雙電源切換器輸出接入定時器，從定時器輸出至轉換開關盒，從轉換開關盒輸出至電源插座，從而實現雙電源供電，如圖1 所示[4]。

圖1 供電線路

考慮到雙電源切換開關和定時器在故障時會導致電源插座斷電，在設計時加入了電源開關盒，接入主備兩路直通電源，確保在雙電源切換開關和定時器出現故障或損壞時可以切換至主備電源任意一路電源，實現持續對設備供電[5]。在設計安裝完成后，手動操作轉換開關盒，達到切換不間斷供電的要求。而在日常工作維護中，需要定期對定時器內的電池進行更換或者對定時器進行更換，將技術改造與定期維護相結合來保障設備供電安全。

2.2 發射設備布局設計改造

為了保障廣播電視安全播出，對于一套調頻廣播的所有發射設備進行合理布局，有利于工作人員在處理故障時判斷出故障點并加快故障處理速度。同時在布局設備中加入部分具備自動化功能的設備，可以有效提高工作效率。在布局設計方案中，加裝一臺射頻切換器設備，在調頻發射機故障或者發射功率低于取樣功率值時自動切換至備機，恢復廣播節目正常播出。在廣播節目正常發射播出時，工作人員有充足的時間接入假負載至射頻切換器，對故障發射機進行故障排查和維修，不影響節目安全播出。本地調頻廣播設備整體布局如圖2 所示。

圖2 本地調頻廣播設備整體布局

針對本地調頻廣播信號源，安裝主備解碼器，同時輸入數字信號（ASI）和RF 射頻信號（DVBC）等不同路信號源實現雙備份。在對解碼器進行主用信號源設置時，應注意主備信號源的設置方式。進入解碼器菜單，在鏈路設置選項中進行主備信號源的設置。解碼器主機采用數字信號作為主用信號源、RF 射頻信號作為備用信號源，備機則采用RF射頻信號作為主用信號源、數字信號作為備用信號源，避免其中一路信號輸入源出現故障時造成信號同時中斷。工作當中，遇到信號源和解碼器同時出現故障的情況很少，解碼器和信號源的雙備份已基本滿足工作要求。根據本地調頻廣播節目要實現同步廣播的要求，接入GPS 時鐘基準源（10 MHz、1 PPS），同步TS 流解碼器從輸入的TS 流中解碼出數字音頻信號。將TS 流中的時間戳與時鐘基準源的時標進行比對，并自動測量和補償鏈路延時后通過數字音頻接口AES/EBU 送入發射機，來保證音頻傳輸信道的時延相同，滿足同步廣播的要求[6]。安裝數字音頻切換器，將主備解碼器的輸出信號同時輸入數字音頻切換器，實現信號源自動或手動切換，保障信號源不間斷輸出至調頻發射機。針對供電部分故障導致斷電的問題，可以在電源插座上安裝一個簡易的斷電報警器。在斷電時，報警器會發出“滴滴滴”的報警聲音，工作人員可以根據報警及時采取相應的處理措施，從而縮短故障處理時間。

3 設計改造當中設備的完善及應用

在設計改造完成后，需進行試運行使用。在應用中，由于部分設備的功能不完善或者系統版本過低，因此需要更新換代或者購買滿足設計要求的設備。在設計改造時，TS 流解碼器設備之前沒有安裝過數字信號（ASI）的輸入口，需要發回廠家加裝數字信號的輸入口和升級版本，達到雙音頻信號源的設計要求。解碼器在使用中設定了數字信號和RF 射頻信號的優先使用權限，需要手動切斷任意音頻信號的輸入才能實現自動切換。針對該問題，采用主備解碼器進行音頻信號的主備信號優先設置，不影響音頻信號的輸出。有源數字音頻切換器在斷電或者故障時信號就會中斷，達不到信號不間斷的設計改造要求。而改造當中采用的是具有直通音頻信號功能的數字音頻切換器，音頻信號在故障或者斷電的狀態下均能輸出至發射機。在射頻切換器的功能使用方面，功率采樣輸入口只有一個，只能對主發射機進行功率采樣并從主機自動切換至備機。對于工作來說，已經達到要求。針對不同型號的調頻發射機，需要根據發射機開機時間對射頻切換器進行開機時間的設定，這個設定不會影響發射機工作中出現故障后自動切換至備機的時間。對于雙電源改造部分，在工作巡檢巡視設備時，需注意觀察雙電源切換器的指示燈。定時器在使用一段時間后會出現時間上的偏差，需要對定時器進行定期時間校準，從而保障節目開播時間和停播時間準確無誤。

4 結 語

在高山無線發射臺站，廣播電視節目安全播出是最重要的工作任務。工作人員不僅要熟練掌握廣播電視發射設備的工作原理和操作流程，還要在工作中對經常出現的故障問題做好總結分析，同時對可預見性的故障問題進行解決完善和記錄，并對設備做好定期保養維護，以更加智能化、智慧化的改造方式對設備進行優化升級，從而有效保障廣播電視播出安全。