计算机在广电领域的设计与应用

陈正军

（作者单位：北京中国广播电视国际经济技术合作总公司）

计算机在广电领域的设计与应用

陈正军

（作者单位：北京中国广播电视国际经济技术合作总公司）

摘 要：计算机在各领域的广泛应用，广电业对设备智能化程度的需求也越来越高，特别是县以上级电视台对这方面的需求更是迫切。对于设备的智能化程度的需求，是各电视台在采购设备时的必要条件。调频N+1控制系统是在主设备出现故障时，计算机通过对主设备的功率检测，可以进行自动关主机，同时对节目源和天线多切换道备机，必须要保证的是切换控制时间应＜10 s。计算机提供在故障设备在出现故障时的监测数据，为设备维护提供一手依据。

关键词：调频广播发射机；N+1电视控制器；音频自动切换器；同轴开

1 计算机在广电领域应用的发展现状

随着前几年国家村村通项目的建设，以及这几年国家对数字电视产业投资的不断加大，有三个领域越来越多地发生交叉：广播电视、电信、计算机技术。计算机技术似乎是这三个领域的粘合剂，并且已经成为这一发展的基础。

技术进步不是由人类需求所驱动；恰恰相反，人类需求是由技术进步所带动。作为服务提供者，广电行业主要是保证收看电视和收听广播的众多受服务者们，能够24h不间断地接收到广播电视节目。作为广播电视设备提供商，我们能够做的就是将计算机更好地与广播电视发射机紧密联系到一起，充分发挥计算机的作用。

2 调频N+1控制系统在调频发射系统中作用

调频N+1控制器，是应用于调频广播发射系统主备机自动监测与切换控制的设备。实时监测主、备发射机输出功率状态，遥控或定时开、关机，以及备机的频率调整和节目源的切换。在发射机正常工作时，一旦监测到主机输出功率低于设定值，立即报警；同时开始计时，连续10s后，启动自动切换控制流程：关闭主机，待功率降为0，启动备机，待备机上电后，主机维修完毕，按复位键可自动切回主机工作。

3 调频N+1控制器的控制原理

一般台站至少有两至三个频点，按照以前的方案每个频点均需要一台备机，这样对机房空间要求比较高，且设备采购成本也会增加。根据目前市场的需求我们研发了调频N+1切换控制器系统。

本文以2+1切换控制器的控制原理为主，对控制系统的原理作详细阐述。两台不同频点的调频发射机在正常运行时备机处于上电待机状态，当控制单元检测到其中任意一台设备的发射功率降到额定功率时，控制器会自动关掉故障机器，同时给音频切换器和备机，将备机的发射机频率调整到与故障机器一致，同时自动切换音频节目源，最后通过对同轴开关的控制将备机的射频输出端切到相应的多功器输入口。以上切换控制动作均是由控制单元自动实现，完成以上动作后，控制单元会将每个控制的反馈信息传至到计算机，PC机收到各反馈信息确认无误后，会自动给备机发开机命令，备机启动，同时故障机指示灯亮。

同轴开关对备机切换时，同时将故障机切换到负载，维修人员可以对故障机进行维修，维修结束后，可以通过控制单元面板的“复位”按钮，将主机切换到工作状态，备机恢复到待机状态。

4 计算机在N+1控制中的作用

在本系统内，计算机主要是监测主备发射机的功放、激励器等主要设备的运行数据，以及主备发射机的开关机。可以同计算机设定主发射机切换的功率门限，例如，可以设定在主发射机功率降到半功率时计算机给主发射机发关机命令，同时给备发射机发频率调整、节目源切换命令，完成以上两个动作命令后，再给备发射机发开机命令。关于切换功率的设定，希望技术维护人员根据设备的功率等级来确定，至少要保证功率管不会工作在满负荷的前提下。主备发射机、切换控制器，以及音频自动切换器的控制端口均采用RS232/485的数据接口，对于现在计算机没有这么多接口，我们选用了康海的接口转换器，有4-16端口不等，可以根据系统的需要来适当配置，将RS232/485的端口转换成RJ45接口，可以直接到计算机，或者也可以连接Internet，通过网络进行远程传输。

5 计算机对调频发射机的数据检测

我们在功放内配置数据采集板，主要采集功放各功率管的工作电流、功放的输入、输出功率，以及功放的三种保护状态（过热、过载、过激励）指示等主要的功放运行数据收集监控系统中所有发射机的数据并存储。

在检测到功放数据超出设定值是（机房值班人员可以根据不同功率等级的机器，设定不同的上下限参数），计算机开始报警。同时主控单元后面板有报警输出接口，用户自己可以另外单接喇叭引导值班人员的休息室，这样可以第一时间提醒用户进行维修处理。

6 计算机对调频发射机的控制

调频发射机监控系统采用了自动控制技术、检测技术和计算机网络技术，对调频发射机实施本地及远程遥控，对发射机运行参数和运行状态实行实时监测，并具有故障点定位、记录报警、数据管理、数据查询和网络数据共享等功

能，实现广播、电视节目发射的自动化，做到有人值班、无人职守，甚至无人值班。

本系统注重遥控遥测的实时性和监控信息的丰富性，将以往人眼“监测”和人工“巡视”传统工作模式，转换为计算机实时“监控”的先进模式，对发射机的重点参数实施动态监测，确保发射机的稳定工作及运行指标。

7 音频切换控制器的设计原理

采用的音频自动切换器，主要是根据系统要求重新设计的一款切换器，主要是与PC机配合，对不同的节目源作自动调整。计算机在检测到某台调频发射机功率低至到设定值时，在切换发射机时，同时也启动备调频发射机的音频自动切换器，音频自动切换器会根据计算机的命令将音频节目源切换到相应的音频信号。

音频自动切换器主要是用于调频广播节目源的切换，切换时间短，它分为自动和手动切换，主要是为了保证在计算机失控的情况下，可以通过前面板进行人为切换，这样保证系统不停机。

8 计算机对音频节目源的控制

考虑到音频自动切换器的复杂曾度，以及机房值班人员的技术水平，我们选用了VB为切换器编程，界面简洁明了，易操作。与计算机连接我们采用RS485/232接口，用户可以通过系统配置的串口转换器，根据系统需要自行配置设备的端口。

计算机对音频自动切换控制器的命令主要是依据收到的调频发射机的故障报警信息，计算机根据收集到的发射机信息，判断出哪台设备出现故障，需要将音频节目源切换到哪路节目源。考虑到广电行业的特殊性，我们对音频切换器的切换时间进行了多次试验，为了能控制切换开关的时间我们采用了电子切换开关，切换时间均控制在3s以内，整个N+1切换控制系统的切换时间＜7s，符合广电部对省级以上台站要求。

参考文献：

[1]马民.计算机网络技术在广播电视发展中的科学应用[J].科学大众,2006,（6）.

[2]第二届云计算广电应用与发展研讨会在京成功召开[J].现代电视技术,2011,（8）.