中波发射台信号源系统的组成与智能调度系统
韦选平
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韦选平,. 中波发射台信号源系统的组成与智能调度系统[J]. 信号处理与图像分析,2022.10. DOI:10.12721/ccn.2022.157139.
摘要: 中波发射台信号源系统包括各种信号处理设备和人工、智能控制系统。近年来,随着计算机技术、网络技术和人工智能技术的迅猛发展,智能化控制技术已被应用到广播电视发射领域。其中自动化监控系统在中波广播发射台的应用,大大提高了技术管理效率。为中波发射台安全播出奠定了可靠的基础。本文对中波发射台信号源系统的组成架构和智能调度系统工作原理进行详细的论述。
关键词: 信号源系统;智能调度系统;组成架构;工作原理
DOI:10.12721/ccn.2022.157139
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1 信号源系统组成

信号源系统硬件设备包括:卫星信号接收设备、网络信号接收设备、微波与调频信号接收设备、音频信号处理设备、同步信号接收处理设备和节目信号切换设备。中波发射台信号源系统组成框图如图1所示。

截图1742377456.png1.1 卫星接收设备

卫星信号是中波发射机主用节目信号。卫星上行站对广播信号进行压缩编码、信道编码、QPSK调制、变频、放大等处理,然后发送到地球同步通讯卫星。地面接收站通过C频段或KU频段接收设备接收卫星信号,接收到的信号进行变频、放大、解调后还原出音频信号,再通过音频处理设备处理后送往发射机。

1.2 网络信号接收设备

网络信号通过广电专网传输,由于传输链路复杂,容易出现故障,因此,网络信号通常作为中波发射系统的备用信号。为了避免中波发射台强磁场干扰,网络信号进入中波台后都改为光纤传输,因此习惯上称网络信号为“光纤信号”。网络信号处理设备主要有光端机、复用器和解码器。光端机用来接收来自广电专网或互联网的数字信息,同时也将终端信息发送到互联网上;复用设备对接收和发射的信号进行处理,分类送到制定的IP上,实现点对点的精准接收;解码器的作用对网络数据进行解码处理,解调出需要的音频、视频信号或服务数据。

1.3 微波和调频信号接收设备

微波信号是中波发射台较早时候的主用信号,频率为300MHz-300GHz的电磁波。由于早期没有卫星信号和网络信号,通常采用微波接力传输的方式传输节目信号。目前只有县市一级的广播信号传输还在使用微波传输。微波的发射和接收跟卫星接收方式大致相同,微波接收设备由调制器、功率放大器、功率合成器、低噪声放大器、解调器、滤波器、耦合器、天线部分等组成。

调频信号一般也作为县市一级的广播节目传输信号。由于调频信号具有音质优美清晰的特点。作为中波广播的信号源绰绰有余,因此现在还有极少数发射台把FM信号作为中波节目信号源,这样可以节省不菲的信号传输费用。

1.4音频信号处理设备

音频信号处理设备的作用是对音频信号进行压缩限幅处理。由于音频信号中存在大动态信号或过量的低频信号,如果不加以处理的话,有可能造成发射机过载保护停机。音频处理器对调制信号的动态范围进行压缩处理,提高声音的响度,内含预加重电路,可改善音域窄、音质低沉的缺点。

最近几年,新型中波发射机不仅配备了数字传输接口,另外还配备了网络接口和数字音频输入、输出端口。另外还增加了为发射机量身定做的音频处理板,对进入到发射机的音频信号进行压缩限幅处理,能够实现外部信号与发射机音频输入电路的良好匹配,提高了发射机的电声指标。

1.5 同步信号处理设备

为了避免两个距离较近中波台同频播出时载波出现差怕问题,一般同一覆盖区域采用同步广播,也就是说载波频率完全同步。同一节目覆盖区内,所有的载波信号都来源于同一个信号源(GPS信号),那么所有发射台发出去的载波信号都是同步的,从而实现一定覆盖范围内同一频率、同一节目的同步广播。

GPS信号来自与同步通讯卫星,国家标准校时台向卫星覆盖范围内发送标准信号,GPS设备将接收到的标准校时信号送到激励源处理器,激励源对GPS校时信号进行分频,分频后经过压控振荡器产生同步信号,同步信号再送到同步激励处理器,产生载波同步信号,同步信号送到发射机,作为发射机的载波信号。同步激励器可以设置整个中波频段的所有频点。

1.6 音频时延器

时延器可以调整音频信号的延时量,确保不同发射台在同一覆盖区节目声音的同步。由于发射台所处地理位置不同,接收到的卫星信号严格的说是有时间差的,由于存在时间差,每个发射台发射出去的声音信号是不同步的,那么在两个同步覆盖的交叉区,就会出现重音现象。为了避免这个问题出现,通过相关部门提供的信号源接收时差表查找本地的时差数据,通过时延器调整误差量,能够最大程度的消除相邻发射台音频不同步问题。

2 信号源智能调度系统

信号源智能调度系统是中波发射台全台自动化控制系统中的一个控制单元模块,此单元模块包括节目监测、节目传输和智能切换三部分。信号源智能调度系统方框图如图2所示。

截图1742377538.png

2.1 节目监测

节目监测模块对节目源信号、发射前信号和开路信号进行监测。节目源信号指的是卫星、网络、微波、调频接收设备接收下来的信号、发射前信号是指经过音频处理和切换分配后送入发射机的信号;开路信号指的是发射机发射出去的信号,经接收设备接收后还原的音频信号。节目监测系统对监测信号进行实时监测,当信号消失或长时间幅度减小、失真时,监测电路判断信号异常,即进入自动切换模式。

2.2 节目传输

节目传输是指节目信号从接收设备到发射机传输的过程。为了实现节目信号的监测和切换、分配管理,节目信号需要经过管理主机、传输设备和节目调度设备等,完成节目信号的监测、切换、分配。

2.3 智能切换

广播节目信号有卫星信号、网络信号和微波、调频信号。为了确保安全播出,当某一路信号出现故障时,智能切换系统便按照预设程序进行切换操作处理。一般情况下把卫星信号作为主用信号,网络信号作为备用信号,当主用或备用信号出故障时,智能调度系统可以监测出来,并采取预设好的程序进行智能切换。智能切换包括从众多信号中选择要切换的信号,并将信号分配到设定的发射机。智能切换系统不仅能完成信号的监测、切换,还能通过发射台自动化控制系统将发射台信号源系统监监测标通过互联网传送到协同监管单位或上级监管部门,协同监管单位可以对监管单位信号源系统进行远程控制,上级监管部门可以对被监管单位的各种监测数据进行统计监管。信号源智能切换电路仿真图如图3所示。

截图1742377572.png

智能切换系统除了按设定程序切换信号源以外,还有音频动态指示和衰减调节。操作面板包括:多路输入音频彩条动态指示;输出音频彩条动态指示;切换按键和相应指示灯;输出控制按钮和输出指示灯,手\自动选择按钮和其指示灯。衰减器对输入的信号最大可衰减24dB。转动衰减旋钮就可以对信号进行幅度调节。由于音频处理器对信号的处理有一定的范围,当音频信号的幅度值超出此范围时,就需要值班人员利用衰减调节旋钮进行衰减调节。衰减情况可以参看输出音频动态指示。

4 结束语

中波发射台信号源智能调度系统的应用,彻底摆脱了传统的人管机器模式,取而代之的是智能化管理模式,智能化管理不仅提高了管理效率,还大大减轻了工作人员的劳动强度。但从另一方面讲,人的因素是决定一切的因素,智能化管理虽然有精准、快速控制的优点,但也有设备故障、机械性管理的缺点,离开了规范化、制度化的的人工管理,设备系统也不一定能发挥应有的作用。因此,建立一支有责任心和职业能力的管理队伍,才是中波发射台安全播出的根本保障。

参考文献:

[1] 庄涛,中波广播发射台理论基础与实践技术手册 [J].北京.光明日报出版社社.2014.12.

[2]周冲.基于四选一的外转中央台信号应急切换系统——以广西人民广播电为例[J].西部广播电视,2017 (9):200-201,203.

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