数字化、智能化、信息化在中波广播发射中的应用

孙树海

摘 要：随着科学技术不断更新与提升，广播电视体制面临着改革，而广播电视技术也正向着智能化、信息化、数字化的方向发展，自动化控制是各台站需要具备的。文章对中波发射机智能化采集模块的开发与应用进行简要分析，真正落实中波广播发射应用的数字化、智能化、信息化。

关键词：VHDL；CPLD；智能；数字；单片机

我国广播电视台站自动化控制的实现得益于广播电视技术智能化、信息化、数字化发展与应用。文章基于多年自动化控制研究，集中了中波广播发射中信息化、智能化、数字化应用，提出智能化采集模块，在对该模块进行设计时，考虑到利用单片机实时采集并上传发射机上的模拟量与状态量相关数据，但是，如瞬间雷击保护降功率、发射机瞬间故障等等，难于实现真正实时保持发射机数据传输状态。因此，为了能够提高发射效率，瞬间捕捉机器故障，就需要新模式的研发。

1 中波传播特点

调幅的方式应用于中波广播中，AM等同于MW。实际中MW只是利用AM调制方式的一种广播。例如：高频中的国际短波广播所使用的调制方式就是AM，高于调频广播更频率的航空导航通讯同样采用了AM的方式，人们日常所说的AM波段就是指中波广播。MW中波传播的路径主要依靠地波，仅有一小部分以天波形式进行传播。当无线电波遇到导体，感应电流就会在导体中产生，一部分能量就会损耗掉。大地作为导体，对中波的吸收很强，所以，地波形式传播的中波传播不远，大约为200公里至300公里。由于白天阳光照射，增加了电离层密度，良导体是为电离层变，进入电离层中，进入的以天波形式传播的一小部分中波就被强烈吸收，很难再返回地面，并且以地波形式传播的中波又传播不远，因此就导致白天无法接受远处中波电台。在夜晚来临后，没有阳光照射，电子和离子在电离层中相互复合而明显增加，所以这就是电离层导电性能变差，密度变小，变薄，也大大削减了电波的吸收作用的原因。而通过天波途径，中波能够传送到较远的地方，这就是中波电台在夜间较多的缘故。

2 智能化发射机采集模块

诸多状态指示在发射机正常工作时也是正常的，因此，就没有必要将状态数据实时采集、上传，因此在设计采集模块时，可以两个优先等级为基准设计机器采集状态，首先，在发射机正常运行过程中，发射机播出的节目由采集模块进行采集并向微机实时上传，这是为了对每部发射机频率、幅度、功率、播出节目进行监听与查看，属于优先采集。其次，当发生发射机遭受雷击或者发射机产生瞬间过流状态等，此时改变了发射机状态，发射机功率瞬间降低，当该状态变化信号被采集模块受到后，将中断信号通过CPLD逻辑判断向单片机传输，在收到中断信号后，单片机将请求上传的数据发送至微机，在此，该采集模块不同于其他采集模块之处就在于单片机并不是等微机发送查询信号后才将采集数据发送，而是不通过询问程序直接向微机发送。这样可以将数据中的冗余去除，将采集模块传输效率大大提升了。

3 智能化发射机采集模块原理

3.1 硬件组成

CPLD，复杂可编程逻辑器作为硬件，可实現高速、高集成度编程，具有智能化程度高、成本低廉、抗干扰能力强、结构简单、工艺简单、传输速度快等显著优势。单片机是采集模块的核心，但是，指令运算和时钟频率对单片机进行限制，因此、高精度、高速测量等要求就无法良好实现。为了达到高速传输、信息量大等标准、要求，在进行设计时，控制结构采用了CPLD与单片机相结合的方式，该方式的应用实现了在线修改、便于系统升级、合理分担了单片机的负担、强化了实时性、系统响应速度也获得提升。

3.2 设计系统软件

在设计系统软件流程是按照以下程序：初始化单片机、初始化CPLD、CPLD的启动依靠单片机所给出的脉冲来启动。CPLD加MCU结构设计在基于CPLD数字信号处理电路基础上得以应用的。及时在内存中循环输入发射机状态参数、数据预处理、数据逻辑等工作由CPLD负责。通过外接与接口电路，单片机实现了数据的交换。经过整形与滤波等电路预处理后，状态量获得逻辑信号，该信号可供数字电路进行处理，信号再经由CPLD的处理与逻辑判断，向闪存中实时传输数据，而原则采取先存先出。一旦发射机状态异常，向单片机传输数据，其顺序以机器故障逻辑等级的优先为依据，通过单片机，闪存中的数据传送至微机。当CPLD中断信号由单片机接受后，暂时中断采集发射机发出的语音信号，从而确保所需数据传输的高效率与高速度。

因单片机可以实现大量运算、处理浮点数据，对此，采用KEILC51对单片机系统软件进行编写，而编写程序的仿真通过KEILC51自身软件仿真器实现，整体逻辑和编译的仿真在设计输入完成后进行，之后延时仿真、不限、布局、转换等，将配置文件生成。为有效防止人为取出和复制器件内的设计，在设计的过程中可进行加密，当重新编程时，均能够擦除和重写保密位及编程数据。在设计数字电路中，应用了 ，将硬件设计软件化实现。

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