中波广播发射机自动化系统的硬件接口设计

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1、中波广播发射机自动化系统的硬件接口设计发射机自动化监控系统中，下位机与发射机之间的接口电路设计关系到整个系统的稳定和可靠，是系统设计的关键部分之一。我台共有10个频率20部发射机，涉及的机型五个厂家8种机型，在数据采集（数字输入DI、模拟输入AI）和控制（数字输出DO）方面需要采用不同的方式，实施过程中也解决了一些难题。将介绍硬件的各个子系统及解决的各种难题以供相关的发射机台站技术人员参考。关键词：数字输入DI；模拟输入AI；数字输出DO；天线/假负载倒换控制和指示经过近十几年的发展，许多发射台站的发射机已经实现固态化和数字化，这为发射机的实时监控奠定坚实的基础。

2、发射机种类众多，接口各异，用户对监控的不同要求，这些是监控系统设计的难度。设计一套稳定可靠的下位机硬件系统，配以灵活可靠的软件系统和X络传输，才能朝“有人留守，无人值班”的方向大步前进。1　控制器选取和架构选择设计监控系统要考虑到可操作性、先进性、兼容性、可扩展性、可靠性、安全性和经济适用性。目前发射机监控有四种形式：一是工控机带数据采集卡，二是PLC，三是单片机，四是PAC（可编程自动化控制器）。从各方面考虑，我们选择泓格公司的8000系列和7000系列PAC控制器，它的优点有：它具备PLC的抗扰标准，控制器不需要特别的屏蔽，与监控点的连接用普通导线，监控数据准

3、确，工作稳定可靠；体积小，可嵌入在发射机内部，可降低进出发射机的引线过长受射频干扰的风险；它软件编写灵活，提供多种语言，对于不同的要求可采用不同的编写语言，可降低开发难度；每套下位机（含控制器及模块）的总价格在一万元之内，投入较低；可灵活配置，实现对我们台八种机型的发射机进行监控。确定泓格控制器之后，我们对监控系统硬件的结构进行综合考虑，采用了一部发射机嵌入一套下位的方案。它的优点在于，（1）主备发射机里各嵌入一套下位机，而不用在外面公共部分专门加一个控制箱，进出发射机的线少而短，降低射频干扰的风险；（2）当一部发射机的下位机因意外断电或死机，另一部发射机和下位机

4、也能自动、正常地工作。缺点主要是增加软件编写的难度，结果证明，我们很好地克服这个困难。2　整体架构简介如图一，开关电源1（+12V）仅供控制器使用，开关电源2供数字输入DI外接电源（DI.B）、数字输出DO外接电源（DO.POS逻辑，NPN输出和PNP输出。我台存在着不同机型的发射机，其DI的取样都不同，所以采取的方式也不一样：（1）PDM机的大多数DI采样点都是输出输入板上继电器的触点，同轴开关的触点也都是干接点，我们采用的是最简单的第一种干接点方式，即：DI.接开关电源2的+12V，每对继电器的触点分别接DIX和电源地。当触点闭合时，87053里的光耦初级导通

5、，模块相应的DIX指示灯亮，接入电路参考图二。（2）上广电10K还有二十几个主备指示灯及红绿指示灯，哈广3KOS输出高阻，DI.B-U2发光二极管-D1-R2-D2形成通路，所有这样接法的DIX和D2都亮了。为了防止上述的误显示，我们采用图五的接法。从图中分析可知DIX的亮熄与否与发射机D2指示灯的亮熄同步。（3）哈里斯DX-10采用第三种接线方式。如图六所示，DI.B接开关电源2的+12V，哈里斯机内部Q1基极导通后，光耦U1发光二极管亮，DIX指示灯亮。但是，当只关发射机低压时，而不关控制器开关电源时发现，所有这样接法的DIX指示灯都亮了。经过电路图分析，我们

6、发现即使Q1次级不导通，但是发射机+22V还接着其它的负载，这样就存在着DI.B-U1发光二极管-R2-D1-发射机+22V的电流通路。为了解决这个问题，我们首先考虑第一种方案①：DI.B改接发射机输出接口线排上的一个+15V接点，它可提供175mA的电流，当低压关时，DI.B和“发射机+12V”同时失电，不会再误指示；缺点在于，违背了模块外接电源与发射机电源不同路由的大方向。因此我们采用第二种方案②：由于D1在此电路只是当Q1集电级高于+22V起作用，而我们的DI.B只有+12V。这样分析之后，我们将D1焊掉，DI.B还继续接开关电源2的+12V。用方案②处理后

7、，这些DI不会再出现以上所描述的误显示。4　模拟输入AI的接线方式我们主要采用的模块是87017和8017（内部电路图相同，见图七左），它们的输入范围为-10V~+10V，输入高阻且带ADC隔离。87017的采样速率为10次/s，足以监测发射机的变动缓慢的采样点，只需要将采样的电压两端接入模块的Vinx+和Vinx-。8017的采样频率最高可到16K次/s，用来监测发射机的输入音频和输出音频。输入音频和输出音频都经过自制的电路板（图七中幅度检波）进行处理，将音频信号变为音频的幅度信号，再用8017采集后，我们就能得到输入音频和输出音频的大小变化，上位机就能根据音频

8、的大小及有