发射机控制系统的设计与实现

李利　国家新闻出版广电总局五六一台　330046



发射机控制系统的设计与实现

李利国家新闻出版广电总局五六一台330046

【文章摘要】

随着我国科学技术不断应用与推进，智能化控制系统广泛存在于中波广播发射机系统中，不断提高中波广播发射机的发射性能以及自动化、信息化水平，在充分了解中波广播发射机的工作原理和传统模式下的发射机控制系统的基础上，对控制系统的主控单元进行重新设计改造，同时有效结合新型调频广播发射机的具体控制要求，实时优化控制系统的各控制单元，最终实现控制系统的稳定运行。

【关键词】

广播发射机；中波系统；模块化设计；ARM

0　引言

中波广播发射机控制系统实时监控发射机的运行状态，是一种能够整体调制音频信号、视频信号的大小，同时运用无线电波将音频、视频信号传送给用户，不断提高发射机的稳定可靠性。中波广播发射机控制系统既能充分满足稳定的需求量，而且减轻了广播站工作人员的作业负担，从而降低运营商的造价成本，。因此，本文重点研究中波发射机控制系统的设计与实现，拓展广电技术的研究领域。

1　广播发射机的控制系统分析

广播发射机控制系统工作流程简化为音频、视频信号经过激励器调制与放大，通过功率放大系统将得到的射频信号进行一级放大，以及功率分配器将射频信号分配至末级功放盒进行二级放大，通过功率合成器对射频信号进行加工输出合成功率，最后由带通滤波器对信号进行滤波反应，消除杂波的干扰，将成功合成的射频信号传至天线，实现发射。其中激励器能够协调性地调制和放大输入的音频、视频信号，功率放大系统分为前级功放、功率分配器、末级功效盒以及合成器，每一项组成部分都会协调工作、分级管理，前级功放将输入的射频信号放大，通过功率分配器分配为多个具有相同功率的输出信号，末级功放实际对射频信号进行进一步放大，合成器则将末级功放盒内的输出信号合并功率。信号通过冷却系统冷却末级功放盒，避免温度过高损坏设备器件;电源系统主要为整个控制系统提供电力服务，控制系统则整体控制发射机，自动实现发射机的开关机设置，并实时监测发射机的各部件运行状态，并实施具体的保护系统。

广播发射机对控制系统的要求极高，不仅能够对发射机的设备进行实时监控，还能对突发故障进行自我保护，达到高层次、智能化的系统需求。具体的控制系统包括：①准确定位时间，精确到秒;②采集、显示发射机运行的数据信息;③定时控制开关机，时间精确到分钟;④分别设置自动开关机与手动开关机;⑤精确设置系统运行参数：系统时间、定时开关机以及修正系数等;⑥记录、查询历史信息与故障原因;⑦设置远程通信功能，实时监控。同时为了满足更多用户的需求，可以根据市场需要添加发射机的应用模块。

2　发射机控制系统ARM主控单元的设计与实现

2.1主控单元硬件设计与实现

主控单元微控制器的系统组成：电源电路、复位电路、时钟电路、JTAG调试电路以及启动模式设置电路等，而实现主控单元的硬件设备，则必须全面了解微控制器的整体协调性原理。微控制器的整体构件需要通过硬件接口实现紧密连接，硬件接口也方便内外设备的信息交流与传送，同时增加隔离电路，为硬件接口的各器件提供独立的电源设置，从而避免外部设备由于故障原因而导致的微控制器不能正常工作，基于ARM微控制器的作用原理，优化设计其最小系统。在主控单元的电源电路、触摸屏接口、串行通信接口、以太网通信接口以及数存储接口等方面实现硬件运行，电源电路主要实现各部件的芯片对电源功率的需求，并为硬件芯片的工作环境提供较为稳定的电压等级以及电流消耗。本文以主控单元的电源种类作为实例分析：输出电流控制在271mA的+3. 3V电源、338mA的+5V电源、380mA的+12V电源，3.3V电源的来源是芯片型号LM1117I-3.3 ;串口通信线路由于增加了隔离设置，运用电源+5V驱动芯片（MAX485、MAX232）与其他电源器件分隔开，有效缓解电源的压力设置;系统输入的电源+12V通过器件芯片IF1205S-2W系统产生，触摸屏的背光电源+12V以及单色屏背光电源+5V，可以从系统电源直接释放。主控单元的电源芯片根据型号的不同会输出不同的电流值，比如LM1117I的最大输出电流是800mA，IF1205S-2W的最大输出电流400mA，20w开关电源直接为主控单元提供+5V、+12V的电源，从而有效满足主控单元对电源功率的需求。

2.2主控单元软件设计与实现

随着发射机控制系统的不断完善，能够满足不同的用户需求，同时考虑到控制系统在可移植性与可维护性方面仍存在缺陷，因此在设计主控单元的软件时要实现其层次化、模块化、分明化，具有层次性的软件结构能够分别设置不同的功能模块，进而对每个模块设计与实现具有层次化的结构，各模块之间则通过整体性的系统进行有机组合，从而完成对软件功能的实现原则。微控制器作为硬件设备驱动的核心环节，与硬件接口相互结合，充分发挥各器件芯片的把具体功效，从而为上层应用设置提供访问硬件设备的应用接口;模块功能主要由控制系统中的软件模块发挥作用，各软件模块与其中的子功能相互对应、协调，其中组织调度层以控制系统运行的最佳方式为应用目标，运行设计系统模块，整体组合软件模块的应用，最后通过调度器决定任务启动的运行顺序。

3　结语

本文主要论述中波广播发射机智能控制系统的基本构成以及工作原理，在原有系统基础上改进成一种具有触摸屏特效的系统设置，逐步实现人机交互、网络通信功能增强以及整体系统处理等性能，更好地满足于用户需求。其次该设计方案能够维持发射机的保护系统，并实现及时记录、查询数据定时信息以及安全设置系统运行参数，从而实现网络通信功能。

【参考文献】

[1] 刘永洪．调频广播发射机实现计算机监控[J]．西部广播电视，2012，（10）：52—54．

[2] 李玮．哈里斯Z3．5CD调频发射机控制系统的组成和功能[J]．西部广播电视，2013（1）：32-36．

[3] 王国华．中波广播发射监控系统自动化及PLC实现方案阴．西部广播电视，2013，6（6）：35-36．

[4] 高秀华．基于ARM的中波发射机实时监控系统的设计与实现[D]．山东：山东大学，2013．7．