发射功率控制

发射功率控制（精选7篇）

发射功率控制 篇1

引言

对于广播电台来说, 安全供电是电台正常运行的重要保障。机房控制室电源, 主要用于机房发射机音频前端设备的供电, 包括音频分配器、音频处理器、调幅度检测仪等, 属于机房供电系统的重中之重。因属于前端公共供电系统, 出现故障时, 整个机房发射机将不能工作, 直接威胁安全播出。

1. 存在问题

由于机房控制室电源原来为一路进线。直接由墙体配电箱供电, 整个供电系统由机房主用配电盘接出, 进入墙体, 再到机房控制室配电箱空开, 最后接入用电设备。整个线路在维护和巡查方面很不方便。首先是控制室电源没有有效的备份手段, 当主用进线出现故障时, 整个控制室将会停电, 只能从机房墙壁插座取电, 操作起来麻烦、不安全;其次, 当墙体中线路损坏时, 无法找到故障点, 维护起来很不方便;第三, 墙体进线容量不足, 发热情况时有发生, 造成线路老化严重, 为安全播音埋下了隐患;第四, 该供电系统没有扩容能力, 对以后控制室设备的升级改造形成了很大的制约。

2. 线路改造

2.1 整体设计

控制室主备电源自动倒换系统的设计及应用, 借鉴发射机电源进线系统的设计理念, 采用主备两路电源, 分别取自于配电室两路不同的进线, 当一路进线出现故障时, 可以在1 秒钟之内切换到另外一路, 解决了控制室电源掉电的问题。

该电源倒换系统主要部件安装于控制桌第四个空档内, 主要包括主备用两路三相 ( 三相四线, 含零线) 电源 ( 以下简称主备电源) 、双电源自动倒换装置 (1 套) 、三相电源滤波器 (2 只) 、单相空开 (5 只) 、三相空开 (1 只) 、接线端子排 (2 排) 和数根连接线。两路进线分别取自机房配电室低压柜主备电源抽屉, 经过电缆沟, 通过发射机专用水路桥架, 分别经A02机和A03机电控机箱里直通的暗管, 送到控制桌。主备电源进线分别接到系统安装板的相应接线端子上, 经过2 个三相电源滤波器, 送到双电源自动倒换装置的两路输入端。另外, 为了防止滤波器故障而造成的停播, 在未经过滤波器的进线端直接引出主备两路辅助用电至2 个单相空开, 主用辅助为A相, 备用辅助为C相, 以备紧急情况使用。整体设计示意图如下:

2.2 操作使用

无论常用电源和备用电源有无电压, 均可采用手动操作方式, 在主备用电源自动倒换装置上有一个红色按钮。正常状态下为自动操作, 在两路电源都在的情况下, 默认为主用电源工作, 当主用停电时, 自动倒换到备用电源工作。按下时为手动操作, 此时可以推动电源操作手柄进行电源执行断路器的合闸、分闸操作。控制器面板上电源指示灯指示两路电源的具体情况, 若不亮说明进线有故障, 需要检查进线;若接入的备用电源不正常, 在失压、缺相、过压、欠压时, 蜂鸣器 (倒换装置内部) 会发出报警提示。

2.3 安装方法

双电源系统的安装, 需要进行系统的用电量计算来选择合适的空开, 在双电源自动倒换装置的两路输出端, 先将A、B、C三相、零线并联, 再引出A、B、C相三路220V电源分别接至三个独立的单相空开 (5A) 输入端;另外, 引出一路3 相380V电源至三相空开输入端, 以作备用。具体接线步骤为:A相电源通过接线端子分别接至A01 机、A04 机的音频处理器、调幅度仪和1 号音频分配器的电源输入端;B相电源通过接线端子分别接至A02 机、A05 机的音频处理器、调幅度仪和2 号音频分配器的电源输入端;C相电源通过接线端子分别接至A03 机、A04 机的音频处理器、调幅度仪、3 号音频分配器、节传电源报警器和工控机主机箱电源输入端;主用辅助电源输出端, 引出一插线板, 供电给传真机、IP调度电话、自动化上位机、自台监测系统和4 个紧急备用插线板;备用辅助电源输出端, 引出一插线板, 供电给功放监听、频率循环监测器和天控柜上位机和1 个紧急备用插线板。

2.4 维护办法

如该系统出现故障时, 按下面方法处理。当电源自动倒换装置故障时:观察控制器面板指示灯是否有显示、蜂鸣器是否有报警, 若无显示或者有报警说明该路电源存在故障;可在手动操作的情况下, 扳动该装置的操作手柄, 进行手动切换;若仍不能解决问题, 在确定主/ 备用进线电源都正常的前提下, 应立即更换插上用电设备后面相应贴红色标签的插线头和其它相应操作。当电源缺相时 (此故障仅限于配电室相应的主/ 备电源抽屉至电源自动倒换系统之间的线路) :直接手动倒换至备用电源;控制桌A01-A06 号发射机调幅度仪和音频处理器的电源线都是一分二的插头。

3. 技术改造的效果

机房控制室主备电源自动倒换系统的设计及应用, 解决了控制室长期没有备用电源的制约。该系统主要采用MKQ3-63/4P型双电源自动切换供电系统, 该系统适用于交流50Hz, 额定工作电压400V, 具备过压1.15Ue、欠压0.8Ue、缺相、短路、过流等完善的保护功能。当电源出现故障时, 切换开关可以完成常用电源和备用电源的自动切换。它抗干扰能力强、精度高、防腐性能好, 供电可靠性高, 该系统在结构上具有体积小, 结构紧凑, 飞弧短, 分断高等特点, 电气级别为CB级, 产品符合标准:IEC60947-6-1 和GB14048.11。

该系统具有以下优点:第一, 安装更换方便。该电源的特点是重量轻、结构简单牢固、散热性好, 主要由电源检测装置、主备电源倒换装置和手动/ 自动切换装置组成, 可以直接安装在配电箱底座上, 易于安装和更换。第二, 易于操作。该系统主要是由自动和手动两部分组成, 当自动操作出现故障时可以按下手动操作按钮, 用手直接将电源操作手柄推到备用电源即可, 所以操作起来很简便。第三, 可靠性高。两路进线分别从两个方向接入此装置, 避免了在一起形成短路的危险。

4. 结束语

该系统自改造至今, 运行情况良好, 期间也出现过外电闪落的情况, 能及时的进行倒换, 无机械故障。在日常维护的过程中, 自动/ 手动操作自如, 空开没有出现过热、变色等现象。控制室电源供电系统的稳定, 为安全播音提供了强有力的保障。

发射功率控制 篇2

1 灯丝调压控制方式分类

大功率短波发射机的灯丝控制主要是针对高周前级管和高周末级管的灯丝控制,尤其是高周末级管,由于其大功率高电流,是灯丝控制系统的核心控制对象。在不同的机型中,由于使用的电子管不一样,采用的灯丝控制方式也会有些差异,常用的灯丝控制方式有三种:可控硅调压器控制方式、机械调压器方式和分段控制方式等,这三种结构的控制方式各有特点,应用上对应不同的机器,其中分段式控制方式多应用于小功率发射机,而可控硅调压控制方式及机械调压控制方式多用于大功率发射机上。

五0一台研制的通用控制系统在灯丝调压控制方式上针对可控硅调压器方式、机械调压器方式和分段控制方式都有设计,针对不同的机器设备可以选用不同的控制方式,系统针对这三种控制方式均按模块化的方式进行设计,在使用过程中,通过灯丝逻辑控制选择三种控制方式其中的一种;同时还设置了供电故障快速恢复灯丝的方案,现将这3种控制方式分别进行说明。

1.1 可控硅调压器控制方式

可控硅调压器通过控制移相角达到改变电压的目的,一般来说,可控硅调压只能做降压调整,即输入电压即是调压器输出的最高电压。可控硅调压器工作时在电压(或电流)过零点导通,也截止于电压(或电流)过零点,输出的波形在全通状态时是完整的正弦波,调压状态时就是不同幅度的波峰,在可控硅调压器还在开通率低时,对电源系统有不同程度的杂波污染,但短波发射机在处于全灯丝状态下时,可控硅开通率在80%以上,对电源基本没有影响。可控硅调压器型号较多,控制方式也较多,但所有可控硅调压器均具备0-20m A的电流型控制方式,灯丝控制系统采用通过灯丝控制板送出0-4095的数字控制信号,送到D/A转换AD5628进行处理后送出相应模拟量,经过隔离耦合放大器送到功率运算放大器进行跟随、放大后,输出到可控硅调压器进行控制灯丝电压升降。

1.1.1 灯丝的升降控制

灯丝升的过程是指灯丝电压从零开始直至升到正常工作电压,降即是升的逆过程。在正常控制升降灯丝时,根据电子管的特性,需要稳步提升升降速度,一般从零升至正常灯丝全程需要15分钟左右,这样做的主要原因是灯丝冷状态时阻抗低,为了保证冷态灯丝电流不能过大,必须控制灯丝电压大小,防止灯丝过电流而产生形变造成电子管碰极损坏。一般灯丝升分为黑灯丝状态、灯丝一挡、灯丝二档、半灯丝、全灯丝状态、灯丝预热等几个阶段。可控硅调压器在零位灯丝时,处于关断状态,不输出电压,在灯丝电压在从零位到黑灯丝位置时,开始导通输出灯丝电压,开始升降步骤是每秒10个字,在黑灯丝位置进行预热延迟,大概需要5分钟左右,不同的电子管可以设置不同时间。延迟完成后,由黑灯丝位置到全灯丝位置,升降步骤是每秒50个字,灯丝电压到达5V后,灯丝基本处于热灯丝状态,此时可以提高灯丝的升降速度直至全灯丝。由于电子管灯丝的冷热状态差别很大,为了保持电子管工作恒定,发射机在不使用过程中,可以让其长期处于黑灯丝状态,保持灯丝热态,这样有利于延长电子管使用寿命,在需要播音时升到全灯丝状态,提高黑灯丝到全灯丝的升降速度,使得发射机能及时进入播音状态。

1.1.2 运行过程中意外处理

在设备运行中,经常会出现由于电网不稳定而造成的电力短时中断现象,俗称的外电闪或者短时停电,这时对于灯丝控制来说,会因为外电闪动而从全灯丝掉至初始状态,系统恢复需要重新控制一次升降过程,这时控制系统会立即输出灯丝零位控制电压,保证灯丝电压在零位,并立即合上相应冷却系统,保证灯丝处于冷却状态,若当前处于黑灯丝状态,在电力恢复后,系统按照正常控制方式,恢复到黑灯丝,若当前处于播音状态,则判断失电时间是否超过5秒,失电时间在5秒以内,则在电力恢复后,系统改变灯丝控制步骤,在12秒内快速恢复到全灯丝状态,在15秒内恢复播音,以减少停播时间;若超过5秒,在1分钟以内,则在1分钟以内将灯丝电压恢复到全灯丝状态;若超过1分钟,在5分钟以内,则取消灯丝预热过程,按照正常控制步骤将灯丝恢复到正常位置,恢复时长大概要4分钟;若超过12分钟,则按照正常方式恢复控制,恢复时长需根据灯丝预热延迟时间决定(可手动取消预热延迟)。以上恢复时间也是可以根据不同的发射机进行调整的。

1.2 机械式调压器控制方式

机械调压器控制方式是通过控制电机驱动灯丝调压器,改变二次线圈匝数的多少来达到改变输出电压的目的,因此波形上没有畸变,但相应速度慢,体积庞大,存在机械磨损等问题;在控制灯丝电压升降过程中,系统通过灯丝控制板输出控制2个灯丝升/降继电器,控制调压器电机的转动方向,完成灯丝电压的升/降控制。

1.2.1 灯丝升降压控制

在正常控制过程中,系统进行开机后,若灯丝调压器位置不在零位,则系统自动发出降灯丝控制,当灯丝调压器位置到达零位后,合上灯丝调压器电磁闸供电,此时才能逐步将灯丝升到预定位置。升降压的流程与可控硅调压器控制方式是一致的,这里就不再赘述。

1.2.2运行过程中意外处理

在设备运行中出现外电停电时,系统将会先切断灯丝供电电磁闸,控制调压器倒动到零位后方可重新进行灯丝升的操作,若出现外电闪或短时间断电,这时灯丝基本属于热灯丝,但机械型调压器升/降的速度不能像可控硅调压器一样,可以改变升/降速度,在电力恢复后,灯丝由全灯丝位置降到零位后,再次升到全灯丝位置,大约需要3分钟左右,这样会延长了停播时间,为此系统针对机械调压器专门设置快速恢复功能,在电力系统恢复后,首先立即恢复相应冷却系统,电力系统在出现5秒以内停电故障时,灯丝调压器保持原位置,在电力恢复后,直接恢复到全灯丝状态,以减少停播时间;若电力系统出现故障超过5秒,则要重新执行升灯丝操作,控制过程中系统自动取消灯丝预热过程,在5分钟以内,则在灯丝完成正常控制后,进行短暂预热后恢复播音;若超过5分钟,则按照正常方式恢复控制。以上流程可以根据不同的机器及控制方式进行设定。

1.3 分段控制方式

分段控制主要是针对功率较小的电子管,通过控制2段接触器,完成灯丝的控制,这种方式的优点是结构简单,不需要设置专门的灯丝调压器,目前使用最多的100KW短波发射机就采用这种方式,这种方式对发射机电子管灯丝多少会有些冲击,特别是在升灯丝过程中,在合上一段时,灯丝电流瞬间从零到50A左右,在合上二段时,灯丝电流瞬间从50A到400A左右,灯丝一段和二段是通过电阻来限流。

1.3.1 升降灯丝控制

系统在正常控制时,通过灯丝控制板输出控制2个继电器,完成灯丝一段和灯丝二段的控制,系统开机后,合上灯丝一段,在一段灯丝电流电压正常后延迟系统设置时间后,发出灯丝二段合控制指令,当灯丝二段合上后,断开灯丝二段的控制,进入灯丝预热阶段,预热完成后,可开始播音。

1.3.2 运行过程中意外处理

在电力系统出现故障时,系统发出断开灯丝控制,在电力系统恢复后,首先立即恢复相应冷却系统,若电力系统在出现5秒以内停电故障时,系统按照正常方式完成灯丝一段、二段控制,灯丝到达二段后,自动取消预热延迟,开始进入播音状态;若电力系统出现故障超过5秒,在5分钟以内,则在灯丝完成正常控制后,进行短暂预热后恢复播音;若超过5分钟,则按照正常方式恢复控制。以上流程可以根据不同的机器及控制方式进行设定。

2 黑灯丝状态的设置

为了提高电子管寿命,灯丝工作状态尽量应保持在热状态,而从省电的角度考虑,在发射机不工作的时候,可以使灯丝电压降低到一定的数值,既保持了灯丝的热状态,又可以大幅减少用电量,同时减少发射机冷却系统的消耗。具备黑灯丝控制的发射机,当系统发出黑灯丝指令后,系统开始降灯丝控制,当灯丝到达黑灯丝位置后,进行冷却延迟(系统内设置高限是120分钟),当延迟完成后,关闭全灯丝冷却系统,进入黑灯丝冷却状态。

3 灯丝控制过程中的状态监测

灯丝控制过程中的状态监测主要是针对灯丝调压器故障、灯丝控制信号故障、灯丝供电故障等原因导致灯丝升/降过程中无正确响应,发出相应的告警信息。

1)在发出开机指令后,若灯丝控制逻辑不满足,则立即发出告警,提示处理故障点,若灯丝控制逻辑满足,则系统开始进入升灯丝控制阶段。

2)在升灯丝控制过程中,系统会监控灯丝电压,当灯丝电压低于设定值时,说明可能有缺相或灯丝调压器故障等现象,发出灯丝调压器输出电压过低告警,并发出灯丝暂停指令;若有灯丝电压,无灯丝电流,则发出灯丝电路断路故障告警。

3)灯丝电流检测

因灯丝电流过大,所以系统采用灯丝电流互感器,为避免走线过长,导致信号受到干扰等因素,系统采用4-20m A的电流型判断方式,在系统加电启动灯丝升压过程后,若灯丝电流检测低于4m A,则立即发出灯丝电流检测故障告警。

4 结束语

发射功率控制 篇3

中波DX机型是广播发射领域使用的一种主要机型, 该机型具有集成化程度、运行效率高等特点;但其控制系统非常复杂, 该机型为了能够实现对发射机的整体控制, 采用了美国AB公司5/XX系列的SLC, 并组成网络完成发射机整体监控。

这里我以DX600机型的控制系统为例, 对DX机型的控制系统作一个整体的介绍, 希望能起到抛砖引玉的作用。

1 控制系统硬件介绍

DX600发射机的控制系统如图所示:该系统由五个AB公司的SLC、一台美国TCP公司生产的触摸屏以及将它们连接在一起的网络组成 (见图1) 。五个SLC分别位于PB单元、水冷系统以及TCU单元。PB SLC拥有电源、处理器、数字输入/输出、模拟输入/输出、DCM (直接通信模块) 模块, 负责控制PB200的运行状态, 接收PB内部的数据, 完成与TCU SLC的通信;水冷系统SLC是一个小型SLC, 监控水冷系统中冷却循环设备的状态并将状态传送给TCU SLC、接收TCU SLC发送的开启/关闭水冷系统的控制指令;TCU SLC承担的任务是接收TCU单元、CCU单元以及其他单元SLC发送的数据从而完成对发射机整体控制功能, 所以它通过安装在扩展母板上的数字输入/输出、模拟输入模块收集CCU单元的数据, 扩展母板与TCU SLC母板相连;TCU SLC母板安插有电源、处理器、数字输入/输出、模拟输入/输出、扫描模块, 用来接收TCU以及别的SLC的数据;TCU SLC在接收、分析、判断数据的同时, 也接收触摸屏发送来的控制命令。触摸屏提供了人机接口的界面, 工作人员通过触摸屏可以很方便地查询到发射机各部分电压、电流、开关等实时的数值、位置、状态, 也能很迅速地向发射机发出控制指令。

TCU SLC通过安装在母板上的扫描模块与其他PB单元SLC母板上的DCM模块、水冷系统SLC并联在一起, 构成远程I/O网络来完成SLC之间数据的传送以及发射机的整体控制, 同时TCU SLC通过其处理器模块的串行端口与触摸屏连接实现人机对话。

2 SLC远程I/O网络架构

DX—600中波发射机的控制网络由五个SLC和通信网络组成。TCU SLC是主SLC, 其他SLC是从SLC。TCU SLC的扫描模块通过远程I/O网络电缆分别与其他SLC的DCM模块连接, 将五个SLC连接在一起, 构建成主从式SLC远程I/O通信网络来完成DX—600发射机的整体监控 (见图2) 。

SLC远程I/O通信网络支持控制信息的高速传输, 它由安装扫描模块的主SLC设备和多个安装有DCM模块从SLC组成。一根屏蔽双绞线把扫描模块和所有的DCM模块连接在一起。扫描模块在一个扫描周期内依次分别与每个DCM通信;在与网络中某DCM通信时, 首先向DCM发送命令信号, 表示扫描模块要与它通信, 然后发送主SLC的数据, 然后DCM正确接收数据后向扫描模块发送从SLC的数据作为应答响应, DCM从来不主动向扫描模块发送信息。扫描模块的一次远程I/O扫描周期包括扫描模块向网络中所有DCM的数据读写操作和所有DCM的响应操作, 一次完整的扫描周期内的数据应包括扫描模块发送到DCM的输出数据、通信命令以及DCM响应的数据。

3 SLC远程I/O网络工作原理深入分析

SLC远程I/O网络中的扫描模块定义了网络物理及逻辑规范。它定义了ISO/RM的物理层和数据链路层规范。物理规范指SLC远程I/O网络中的扫描模块能够设定与扫描模块连接的最大DCM数目;逻辑规范指扫描模块可寻址的最大逻辑段数目。主SLC中用来存储用户数据的内存分为两大部分 (见图3) :一部分存储用于本地I/O模块数据的数据区A, 另一部分存储用于和扫描模块数据交换的数据区B。在扫描模块的内存区域内有一块与数据区B大小相同, 用来与从SLC的DCM数据交换的数据区C, 对于网络中每个的DCM模块, 扫描模块会在自己的用户内存中为每一个DCM模块分配一块数据区相对应。DCM在自己的内存单元中开辟一块大小与分配的数据区相同的数据区, 用来与扫描模块交换数据, 同时在从SLC的用户数据区中也分配一块数据区用来与DCM交换数据, 这种一一对应的方式叫做映射。这样主SLC就可以和从SLC交换数据了。其中数据区C可以最大为64个字 (32个字的输出, 32个字的输入, 每个字占16字节) , 并把它分成八个输入、八个输出字的逻辑段;每个逻辑段又分成八个逻辑组, 编号从0到7。每个DCM模块可以分配到1/4、1/2、3/4、1份逻辑段, 地址可以从任何偶数逻辑组开始。这一切都要在对SLC编程前设定完毕。当编程完后, 扫描模块就可以在扫描周期内与DCM进行数据块传输了。

见图4, 在从SLC处理器模块的扫描周期中, 从SLC把要送给主SLC的数据放在DCM输出映射数据区中并读取DCM输入映射数据区的数据;同样, 在主SLC处理器模块扫描周期中, 主SLC把要送给从SLC的数据放在扫描模块的输出映射数据区中同时读取扫描模块输入映射数据区的数据;在扫描模块扫描周期内, 扫描模块与所有的DCM通信, 首先向DCM发送命令信号和输出映射数据区的数据, DCM接收到数据后, 把数据放在DCM的输入映射数据区中, 然后向扫描模块发送输出映射数据区的数据作为响应, 扫描模块接收到数据后, 把数据放在扫描模块的输入映射数据区中, 接着扫描模块开始扫描下一个DCM模块;主SLC与从SLC就是这样完成数据交换的。主SLC与从SLC得到数据后就可以根据数据分析、判断了。在SLC读写扫描模块或DCM映射数据时, 扫描模块可以扫描所有DCM多次。主、从SLC扫描周期与扫描模块扫描周期是异步的, 这样就可以保证SLC扫描工作不会影响扫描模块与DCM通信。当数据交换到主、从SLC的用户数据区后, SLC不区分数据的来源, 都把它们当作本地数据处理。

在DX机型控制系统中, TCU SLC就是主SLC, 各PB的SLC便是从SLC。这样TCU SLC就完成对发射机整体控制。

4 结论

发射功率控制 篇4

Alliss转动天线及TSW2500型500KW短波发射机远程自动化控制平台, 可以在距离发射机房3公里的中央控制室对发射机和天线进行远程控制, 实现按播出节目运行图对发射机开关机、升降电子管灯丝、倒频及对转动天线方位角、组态、频率等的自动控制、实时对发射机、天线及相关设备进行数据采集、分析和处理, 并监视机房技术设备运行状态。系统主要负责控制转动天线、发射机执行预设的各种操作, 对采样数据进行解析并显示, 对网络通信数据进行解析和封装, 对数据库服务器的数据进行实时地更新等, 实现转动天线自动化控制系统与发射机自动化控制系统的综合, 与机房传输发射业务运行管理系统的网络通信和数据共享。

2 远程控制系统的设计与实现

2.1总体设计思路。该远程控制系统从整体出发, 远程访问、控制模式采用的是客户/服务器模式。当客户机向服务器发出各种请求, 服务器根据用户的请求对其进行相应的处理, 然后将处理结果返回到客户机。远程访问、控制程序能突破地域的限制, 不仅可让中央控制室, 也可通过系统权限设定让发射机房终端对天线和发射机自动化系统执行特定的指令。通过机房传输发射业务运行管理系统接口功能单元天线自动化控制系统接口功能单元搭建台自动化平台, 有效解决了转动天线和发射机控制系统与运行台站管理系统的无缝衔接。 (图1) 2.2软件系统的开发与设计。软件设计结构方法基本原则是将计算机应用任务分解成多个子任务, 由多台计算机分工完成, 即采用“功能分布”原则。客户端完成数据处理, 数据表示以及用户接口功能;服务器端完成DBMS (数据库管理系统) 的核心功能。 (图2) 软件功能模块主要包括:系统主界面模块。包括状态显示、界面按钮控制、系统参数设置、转动天线及发射机参数设置。远程控制系统实时状态包括实时频率、预设功率、调制模式、天线组态、故障告警、运行图、发射机及转动天线状态显示等。对系统的运行模式切换 (人工控制与自动控制) 、天线冷却、天线警示灯开关、发射机和转动天线状态显示切换。系统参数设置可对系统软件的串口参数、网络IP和端口信息等参数进行设定。运行图管理模块。包含下行运行图管理、本地运行图管理、及运行图参数设定。下行运行图管理可对下行运行图进行校准和管理。本地运行图管理根据下发的下行运行图, 可提取播出时间、发射功率、播出周期、天线组态、天线方向、节目内容以及业务内容等信息, 并可进行相应的编辑。发射机天线自动化控制系统通过机房监控平台与台站运行管理平台和无线局信息化管理平台实现互联互通。 (图3) 系统自动控制功能单元模块。包括转动天线与发射系统控制模式切换、转动天线自动控制、发射机自动控制、发射机手动控制、发射机手动控制。系统数据管理功能。包括数据管理、数据处理、记录查询、用户管理、故障告警功能、故障信息、故障消除。数据管理可以对运行图数据、操作记录和故障信息、抄表记录进行管理。运行监测单元。该系统监测所有转动天线、发射机的运行信息, 并监测所有状态数据。实时信息都自动存储在数据库中, 利用ACCESS 2000生成加密的数据库存储文件, 在Visual Basic中创建此文件的数据库链接, 每周期都将所有实时信息分类存储到数据库表里。2.3硬件系统的开发与设计。硬件系统总体设计方案是一个基于工控机 (IPC) 控制的现场分布式I/O模块的控制系统, 主要由工控机、多串口控制处理器、分布式I/O模块组成, 处理器及分布式I/O模块之间可采用串行、并行或以太网通讯方式, 通讯采用AB_DF1协议。系统整体设计采用智能分布式I/O集中控制技术, 控制对象包括天线驱动控制电机、刹车电机、高低频电机、ATU频率电机等多个对象, 可以实现运行图、点动等多种控制方案。其中天线驱动控制是较关键的环节, 是系统控制的核心。控制系统通过上位机组态软件与分布式I/O模块及相关硬件的协同工作完成对转动天线的控制。上位机监控天线的各种状态, 同时负责向下位机发送系统运行图控制指令。下位机 (分布式I/O模块) 负责对现场数据进行采集 (如角度、区域、开关量) , 并对控制对象 (如驱动电机、刹车电机、高低频) 进行驱动。采用分布式I/O模块控制变频电机转动, 实现天线转动运行:缓起动———加速运行 (根据转动角度的大小自动调整转动速度) ———缓停车 (加上辅助停车装置做到准确定位) 。系统划分为多个子功能模块, 先进行各模块软、硬件的调试, 再将各模块联合为一个整体进行调试, 最终实现系统的功能要求。 (图4)

4 关键点及技术创新

解决了转动天线控制系统加密问题。完成对AB_DF1接口协议的识别转换和自动控制, 读写天线状态的数据等重要信息, 使用了校验码 (BCC) 算法, 容错能力更强, 使系统的稳定性更有保障;整合运行平台。该系统将发射机综合控制系统、转动天线控制系统和台站运行管理系统到一个整合运行平台, 远距离对转动天线控制、发射机控制及系统运行状态的监视, 兼具服务器功能, 可接入多客户端, 可与台运行管理系统和机房运行管理系统实现对接。

5 结论

本系统的研究与开发能够增加设备的稳定性, 减少了对外国进口设备的依赖, 节约了大量的资金, 增强了团队研发创新能力, 能够更加有效的确保安全播出工作的稳定运行。

摘要：本文对进口大功率发射机与转动天线远程控制系统从软件、硬件、和计算机网络架构方面进行了详细阐述。详细讨论了各个功能模块的作用和系统设计中出现的技术难点, 以及创新点。

关键词：发射机,转动天线,远程控制,技术难点,创新点

参考文献

[1]刘杨.无人值守机房远程控制系统设计与实现[D].黑龙江:哈尔滨工业大学, 2008.

发射功率控制 篇5

使用大功率短波发射天线可以更加简单的对频率进行更换。一般情况下其分辨率往往不超过1赫兹, 其相位产生的声音非常小、而且非常容易控制, 自身带有外部同步激励器的有关接口。能很好的进行浮动载波这一任务, 并且能够出色完成, 这样一来电能的消耗就会大大的减少, 大大降低了能耗。运用循环调制的机制完成设计的任务, 且可以对每一块功放板的工作时间进行限制。

2 大功率短波发射天线的偏向发射的基本原理

首先要将时间与幅值这两个量转化为连续的模拟信号, 然后经过特殊的手段为传输给发射机, 然后增加直流, 使原来单一的音频信号转化成“音频+直流”的信号。在该模拟信号中, 音频信号和直流信号各有分工, 其中直流信号主要对载波的功率进行调节, 具体调节的方式为控制面板上的升降开关, 之后音频的信号就会进入直流信号中, 再通过取样、量化、保真以及编码等过程, 将音频和直流信号转化为特殊的数字信号, 再通过特殊手段对数字信号进行编排之后, 这种数字信号就可以根据使用者不同的要求去灵活的控制射频放射器上的开关。

在纯理想的状态下, 大功率短波发射天线载波经过A/D的转换器取样的“音频+直流”信号的直流部分只会激活18块“二进制”的射频放大器工作, 之后“二进制台阶”放大器将会全部停止工作:010010/000000。

在“音频+直流”中的音频信号传输到发射机的过程中, 经过A/D转换器进行取样的“音频+直流”信号中音频信号的部分会开始“二进制”放大器的工作, 当六块放大器全部进行工作时:010010/111111。

这时候, 若是音频信号继续增多, “二进制台阶”将会停止工作, 与此同时“大台阶”的射频放大器将会开始工作, 他的数字码位是:010011/000000, 在此时间段内, 10k W载波会逐渐达到全部调制, 处于正峰值的位置, 大台阶的射频放大器就会以两倍的形式打开, 在这个特殊的时间点内其数码是100100/000000。与此同时, “音频+直流”的模拟信号中音频所占的比重将会逐渐降低, 当低至某一数值时, 射频放大器模块就会停止工作。

其次是对DM10型进行幅度调节, 此发射机是共有48个射频模块, 每一个组成的模块都可以在非常短的时间内停止工作或者是开始工作, 音频模拟信号的调节主要是依靠全部射频模块输出电压的总大小, 输出电压的大小又是由工作量决定的, 在提供载波的过程中, 放大器的数目是保持不变的, 若是音频的信号变多, 放大器的数目也会增多, 同样的道理, 若是音频信号降低, 放大器的数目也会降低。其短时间内的变化值都会保持一致。

射频部分由振荡器、缓冲放大器、预推动级、推动级、推动电源调整器、射频状态指示、推动功率合成器、射频分配器、功率放大器、功率合成器、输出网络共10部分组成。振荡器产生一射频信号, 并经过缓冲放大器、预推动级。

通过以上的分析说明可以明白, 对数字调幅可以划分成三个步骤进行。第一步就是给模拟信号加入直信号, 经过A/D转换器之后变成“音频+直流”的模拟信号, 信号将会转变成为12比特的数字码。第二步是把12比特的数字码经过调制编码器进行特殊的编码之后, 对功放级进行调节。第三步是功放级既可以作为功率放大器, 又可以作为D/A转换器, 各个射频。主要有编码器去决定放大器模块的开关状态。

3 控制系统分析

控制部分由控制板、显示板以及开关仪表板共同组成。首先控制板的输入指令信号由三个主要部位提供, 显示板由故障检测?、过载检测的逻辑电路组成。其输出的逻辑信号一方面送到逻辑板, 另一方面供显示屏上26个双色指示灯去监视发射机的工作状态, 这些状态指示灯信号可作为遥控信号到外部接口板输出。即使发射机已被关掉, 但许多状态指示被“锁存”, 所提供的故障指示必须将它们复位后才能正常工作, 假如交流供电电源故障, 备份电池电源能使逻辑电路记忆当前的工作状态。当交流供电电源恢复时, 发射机能自动完成开机动作并恢复到停电前的工作状态。对外接口板的作用是提供遥控输入、状态输出和多用仪表输出, 同时, 还起遥控输入与发射机道路隔离作用, 以防偶然有干扰电压加到输入端, 以防损坏减至最小。使用人员可以借助“本地”或者是“遥控”两种办法进行发射机的调控和监视。运用微处理器进行调节, 主要的功能通过LCD显示。在显示中, 入射功率指示、反射功率指示、主整电压指示、电流电压指示、天线零位指示、网络零位指示、射频推动指示、功率等级设定、自动开关机时间显示、故障指示、载频指示、调幅度动态条状指示等。对于故障的报警和保护, 一旦发现问题, 系统可以准确的感知到, 并发出劲爆的信号, 将发生故障的信息及时进行保存, 可以浏览历史保存的信息, 每天可以提供最大上限为五次自动开关机, 有专门的系统对硬件进行保护, 与微处理器同步检测, 确保安全, 具有完善的防雷措施及相应的保护功能。

4 小结

大功率短波发射天线的偏向发射利用进口场效应管当做功放器件, 其优点是可以保持较高的工作效率, 而且可以长时间稳定工作, 过通道设计, 可以非常出色的完成日常工作。

参考文献

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[2]金亦然.硬同轴电缆过渡器的仿真设计[J].安庆师范学院学报 (自然科学版) , 2013 (03) .

[3]曾鹏, 陈雪平, 朱银兵, 胡东亮.基于磁天线的罗兰C测向误差分析[J].弹箭与制导学报, 2014 (03) .

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[5]晏勇.便携式超高频RFID读写器的FPGA实现[J].单片机与嵌入式系统应用, 2012 (10) .

发射功率控制 篇6

关键词：场致发射,冷阴极,短波广播发射机

0 引言

目前的短波广播发射机由模拟的两级放大系统和附属设备组成,即由前级放大、末级放大、π形滤波网络以及其他附属设备如风机、水冷等组成。前级放大和末级放大使用的是直热式真空电子管,它是一个模拟的电子器件,工作原理是:把灯丝加热到2 000℃左右的高温,使灯丝中的电子热致溢出,利用栅极与灯丝之间的负电压产生的电场抑制灯丝上溢出的电子数量,使电子达到可控发射,其稳定性差、故障率高,因此目前的广播发射机功能受到了限制、故障率偏高。随着电子技术的迅速发展,自动控制技术的应用,发射机的故障率降低了不少,但是,想进一步降低故障率有一定的难度,其关键部件———传统的真空电子管的故障率高及寿命短的缺点渐渐成了降低广播发射机故障率的瓶颈。

场致发射真空大功率发射管对短波广播发射机来说是一场彻底的革命。场致发射真空大功率发射管体积小、管耗低、寿命长、能实现数字可控发射。利用它来开发的广播发射机,功能强大,故障率低,可大大提高发射机的发射效率。

1 场致发射真空大功率发射管的工作原理

场致发射真空大功率发射管的基本结构如图1所示,它是由尖锥阵列、栅极、阳极和陶瓷外壳或玻璃外壳组成。尖锥阵列是由许多独立的尖锥组成,这些尖锥上涂覆有碳纳米材料,当栅极与尖锥之间形成的正电场的强度达到尖锥发射的门限值时,尖锥上的电子就会被激发出来形成发射电流,栅极与尖锥之间的电压越大,尖锥发射出来的电子越多,形成的电流就越大,参与发射的尖锥数量越多,形成的电流就越多,因此,当参与发射的尖锥数量恒定时,通过控制栅极上的电压就可以控制放大电流的大小,达到调制的目的;如果栅极的电压恒定,通过控制参与发射电流的尖锥的数量也可以达到调制的目的;这两种调制方式分别是模拟调制和数字调制,这种电子管可以让大功率的信号放大设备彻底实现数字化。

2 场致发射真空大功率发射管的特点

场致发射真空大功率发射管与灯丝式热阴极真空发射管相比有如下优点:

(1)寿命长

由于受到结构上的限制,灯丝式真空发射管的寿命一般只能做到5 000小时～15 000小时,而场致发射真空高频发射管采用特殊材料作为发射电子源,寿命一般能到灯丝式真空发射管的4～5倍,如果采用数字技术对阴极进行调制,它的寿命还要长,不考虑真空度的问题,这种电子管的寿命可达20～40年。

(2)管耗低

场致发射真空高频发射管的电子是在常温下发射的,所以它不用对电子源加热,比灯丝式真空发射管的功率低2～4kW。

(3)调制方式可灵活设置

场致发射真空高频发射管的阴极可分成大小不等或大小均等的单元,这样在调制上很容易实现模拟调制和数字调制,由于阴极可以进行可寻址发射,这样,只要用一块数字控制电路板,把相应的音频信号转换成调幅驱动信号或调频驱动信号,就可以在同一部发射机上实现调幅和调频发射。假如有新的调制方式的话,只需要对电路中的数字处理芯片进行升级就可以在原有发射机上实现新的调制方式。

(4)响应速度快

在10-12s内,场致发射阵列就可以发射稳定的电流,所以这种电子管还可以直接应用于微波频段的发射。

(5)惰性小

由于响应速度快,场致发射阵列的惰性几乎为零。

(6)前向兼容

这种电子管还具有前向兼容性,把发射机的调制栅极的极性反向后,把前极驱动的电压稍做微调就可以用这种电子管替代现在使用的直热式电子管因为把发射机的调制栅极的极性反向很容易做到,其次,这种电子管的栅极工作电压与现在的电子管的栅极的工作电压差不多,所以这种电子管具有良好的前向兼容性。

(7)调制的信噪比高

由于灯丝式真空发射管是在几千度的温度下发射电子,同时需要大量的附属设备来使灯丝维持几千度的热平衡,发射系统的热噪声大,而场致发射阴极采用常温发射,所以场致发射真空高频发射管的热噪声要比前者小的多,也不用外加设备来维持其热平衡。

(8)制作成本低

单个尖锥的极限发射电流可达107A/cm 2,如果降低单个尖锥的发射电流,并且尽量加大各尖锥之间的间距,其成品率就会很高,并且总体结构比灯丝式真空发射管简单,后期组装和抽真空就比较容易,所以场致发射真空高频发射管的生产成本低。

3 场致发射真空大功率发射管在短波发射机上的应用

新一代的广播发射机向功率大、体积小、效率高、功能强的方向发展。场致发射真空大功率发射管适应了新一代的广播发射机对电子管的要求,这种电子管很容易实现大功率发射;应用场致发射真空大功率发射管的新式广播发射机,其前级放大可以用集成场效应管代替前极电子管放大电路,省去了前级放大用的电子管电路部分,同时它采用常温发射,可以大大降低风机的功率(同时还降低了发射机的噪音),这样发射机的体积将可以缩小到原来的2/3,甚至更小;把场致发射真空大功率发射管的发射极分割成很多个小的发射单元,每个小单元都可以做到可控发射,对输入信号进行数字信号处理(把可能用到的调制方式集成在数字信号处理芯片中)后,只需设置好调制模式或把数字信号处理芯片里的程序进行重新下载更新后,就可以把输入信号按照调幅、调频、脉宽调制等方式调制输出。如果进行DRM广播,只需升级数字信号处理程序就可以了,如有新的调制方式出现,可以方便的对发射机进行升级,同时还可以在新型发射机里集成数字滤波器对输入信号进行数字滤波,新式广播发射机的功能非常强大,它的结构框图如图2。

下面以调幅广播发射为例就这种发射机的数字可实现问题进行讨论。这种新型发射机,在驱动和滤波上具有极大的优势。首先,目前送到发射机的信号都是数字信号,由于现有发射机是模拟发射机,所以数字信号到发射机后先要进行解码和数模转换,然后经过放大等处理,而这种新型的发射机就不用进行数模转换,直接进行数字信号处理(如抽样率转换后就可以进行放大其次目前通用的数字信号处理)芯片的工作频率达到了900MHz以上,用单片DSP芯片对信号进行处理,在26MHz时每个载波周期可用16～20个脉冲来合成,这样数字合成引入的噪声的基频在载波的30倍率处,即520MHz,高阶谐波的频率会更高,原有滤波器就可以轻松滤掉数字合成引入的噪声,所以此处基本不用考虑数字合成引入的噪声,谐波滤波器可以省去,目前我国短波发射机的工作带宽是3MHz～26MHz,所以单片DSP芯片完全可以完成短波广播调制处理任务。最后需要说明的是,这种新型的发射机用集成场效应管代替前级放大电路,从结构上省掉了前极放大电路和载波生成系统,在性能上去掉了由前极放大引入的信号失真。

上面从硬件的角度说明了这种发射机的数字可实现性,这里从信号处理的角度说明这种发射机的数字可实现性。首先根据设定的载波频率决定把一个载波周期信号分成n等份(n=16～20),载波的频率为f,把正弦波的一个周期进行取样,取样间隔是2π/n,把得到的n个值顺序存入指定区间待用;把输入的模拟信号按照nf的频次进行抽样,得到的抽样值,每n个一组按照顺序分别与指定区间的n个值进行乘法运算,根据得到的值来决定电子管中参与发射的发射单元的数量,这样就直接生成了放大后的调制信号。如果输入的信号是数字信号,只需要根据载波频率对输入信号作一个抽样率转换,把输入信号的抽样率转换成nf就可以了。

4 结论

新式的广播发射机采用新型的场致发射真空大功率发射电子管,这种电子管在常温下就可以发射出电子,性能稳定,寿命长,一般寿命在10年以上,如果采用阴极分割技术,不考虑电子管的真空气密性,其寿命可达40年以上。这种新式广播发射机不需预热,上电后即可以形成稳定的发射,所以更换电子管后不用预热,可直接上电工作,因此更换电子管导致的停播时间短;它用作备机时,不需要热备,把发射机的电源合上就可以进行发射。当这种新式的发射机应用在车载发射系统中不怕震动,可以在完全关闭所有电源的情况下进行移动停车后就可以立即进行播音。

参考文献

小功率电视发射天线最佳高度研究 篇7

关键词：电视发射天线,最佳高度,工作原理

电视广播之间进行信息传播,需要发射天线技术的支持,在广播和电视中,发射天线起着剧举足轻重的作用。对于广播电视发射天线技术而言,对以往信息传播出现的问题进行解决,防止信息在传播中途出现不稳定情况。对小功率电视发射天线高度进行科学设置,能够提升信息传播质量。因此,结合小功率发射天线工作原理,分析小功率发射天线高度设置的原则意义深远。

1.小功率发射天线的工作原理

广播电视台中,小功率发射天线技术原理本质,主要是借助接收广播或者电视台,向外发射电磁波,然后对这些信息进行接收,借助电线将这些信息转换成无线电波,将转换之后的信息向外发射。这时通过接收设备,例如录音机、无线耳机等对这些信息做出适当的处理。此后,便可以将信息传播给听众。在发射系统当中,天线属于核心设备,全部信息均是要借助天线进行接收或者传播,无线不需要发射电磁波设备相连接,只需要经过天调网络和相应设备对其进行适当处理,便可以对信息进行顺利接收[1]。

运行的主要流程为:天线先将广播或者电视台向外发射的信号进行接收,然后将这些接收到的信号进行转化,使其成为电磁波,最后借助馈线将这些内容进行传输,接收信息设备进行接收,这就是小功率发射天线的主要工作流程。

2.小功率发射天线高度确定原则和措施

针对一些人口相对集中到地区,如大型厂矿或者学校等。为了满足人们对电视节目的收看需求,经常要在这些区域设置一些小功率差转电台或者发射台。在具体实施过程中,因为资金或者管理等方面的原因,人们往往将发射天线在服务区的中心位置建筑物顶端设置。在这些位置上,施工不是十分方便,在过高的位置施工,施工人员的安全得不到保障。因此,并不能将发射天线设置在过高的位置上,通常情况下,将其设置在20m以下。如果周围存在高层建筑,可能会对信号质量带来一定的影响,造成“阴影区”的存在。在这种情况下,可以在屋顶适当的建设发射天线,在安全条件和施工条件等均允许的情况下,进了能的提高天线的高度,至少应当比附近高层建筑的高度再高出10m,从而减少“阴影区”的范围。对频道进行选择的过程中,需要选择米波范围内[2]。米波具备一定的绕射能力,可以从高层上绕过,进而避免“阴影区”出现。

在施工条件和安全条件均不允许的情况下,不能将小功率发射天线设置的过高,当天线在10m以下,并且周围存在高层建筑的阻挡,可以使用一些技术措施,这些措施有:

(1)将发射天线和高层建筑之间,架设相应的基础屏障网。架设这一金属网,起到的作用主要是对发射天线垂直方向的信号以及反射的部分信号进行吸收,促使高层建筑物垂直面不会产生反射,并且不会对建筑内居民带来影响。高层建筑内居民只需要在屋顶设立2-3m的接收电线,便可以接收到相应的信号。

(2)在发射天线的四周,如果存在高层建筑,可以在发射天线支撑杆上,距离发射天线下面0.23-0.7,水平方向设置相应的“十字反射天线”。这一“十字反射天线”的主要作用是将发射天线的垂直面信号反射到空间,进而让周围高层建筑物正好落在信号阴影区内。在这种情况下,高层建筑物就不会再产生反射信号,居住在高层建筑上层的居民也就不回受到辐射。同样,高层建筑上的居民,只需要设置2-3m的天线,就可以接受到电视信号。

3.电磁污染和发射天线高度、发射机功率的关系

电磁污染,主要指的是射频电磁场给人带来的伤害。人如果长期在一定强度的射频电磁波下生活,就可能出现“无线电作用综合证”,进而为人带来一定的危害。针对电磁污染方面的问题,国外研究的较早,特别是苏联研究的早[3]。这些学者认为,无线电波长期影响,会导致人体各个系统出现紊乱,主要表现是头晕、恶心,同时伴随着记忆力下降、多汗和脱发等问题。此外,部分电磁辐射,还会对人体内血液造成影响,我国对这方面内容的研究较少,仅仅对0.3-300GHz的微波辐射对人体的研究做出了相应的研究。

4.发射天线高度、发射方式、天线形式的关系

在高度相同的情况下,采用不同发射方式,所覆盖的方式存在这相对明显的差别。以20m高的发射天线为例,在没有任何遮挡的情况下。功率大小不同,发射方式不同以及服务距离关系如下表1所示:

从表中可以看出,如果发射天线高度不变。采用定向发射的方式要比不定向发射覆盖距离大出三倍。而发射方式主要取决于服务所处地区实际条件,针对平原地区而言,人口集中地方通常是全向发射。山区人口不是十分集中的地方,一般使用的是定向发射方式。发射天线的高度和天线结构也存在着一定的联系,在运行过程中,天线增益是不同,如果发射天线高度相同,对于不同形式的天线,覆盖的范围较大。而带来的增益越高,其所覆盖的范围就越大。

5.结束语

总而言之,对小功率电视发射天线最佳高度研究,认为在施工条件和安全条件均不允许的情况下,不能将小功率发射天线设置的过高,当天线在10m以下,并且周围存在高层建筑的阻挡。此外,天线高度和发射机功率以及电磁污染之间存在着一定的联系,同时发射天线高度和发射方式以及天线形式也存在着一定的联系。因此,对小功率发射天线高度进行设置,要对多种因素进行分析。

参考文献

[1]王帅.试论广播发射天线技术及应用[J].黑龙江科技信息,2015,11:39.

[2]李正武,罗文锋.高可靠多路国标地面数字电视系统简介[J].中国有线电视,2011,03:242-247.