广播电视发射台站多路音视频报警器的设计与实现

□牙政瑞

广播电视发射台站多路音视频报警器的设计与实现

□牙政瑞

本文主要介绍河池市广播电视台自制的多路音视频报警器。本报警器线路简单，器件少，易于制作，成本低。整个电路主要由五个部分组成，即电源、信号检波输出、信号指示电路、555延时器、高分贝有源蜂鸣器及其驱动电路。

信号检波电路；555延时器；与非门电路；蜂鸣器驱动电路

安全播出是广播电视系统技术维护的重中之重。技术人员在工作中经常会遇到信号中断的故障，由于这种中断故障存在突发性，若没有报警装置是不容易及时发现的，会造成停播或劣播事故。为了减轻值班人员的工作强度，减少人为责任事故，杜绝因人为因素造成的停播、误播，实现信号的安全优质播出，音视频报警器是必不可少的。

此音视频报警器由五个独立的电路即电源、信号检波、信号指示电路、555延时器、高分贝有源蜂鸣器及其驱动电路组成，逻辑框图如图1所示，整机电路图如图2所示。

一、信号检波输出电路

河池市广播电视台发射台总开路发射两个频道，一是河池电视台新闻综合频道，二是河池人民广播电台。河池电视台新闻综合频道为三频道（图像载频65.75MHZ），河池人民广播电台为98.7MHZ。由于两者频率都比较高，直接选频检波难度很大，对元件的要求也更高，因此必须用其他更加简单的方法来解决。我们可以从信号的监播设备入手，电视监看设备为电视机，电台监听设备为接收音响，而电视机有音视频输出，接收音响也有音频输出，因此可以从接收三频道的电视机中取得河池电视台新闻综合频道的音视频信号，从接收音响中取得河池人民广播电台的音频信号，如此一来也就完成了选频和降频的工作，因此可以作为报警器的信号输入，最高频率也只有视频的频率，电路的要求就降低了。

河池电视台新闻综合频道的电视视频信号通过通过C8输入到二极管D11、D12、R12和C7上进行倍压整流，检波管为1N60高频检波管，输入到运放LM324的10脚运放的同相端，反相端9脚接R13、R14，通过电源分压产生0.25伏电压，目的是去除电路的噪声干扰，防止比较器的误判断。8脚为比较器输出端，输出信号为V1，作为判断电视视频有无的参照，当8脚为高电，平时电视视频信号正常，当8脚为低电，平时电视视频信号中断。同理，C4、C3、D7、D9、R8、R9、R10和运放LM324的5、6、7脚为河池电视台新闻综合频道的电视音频信号检波和输出电路，输出信号为A1，由LM324的7脚输出。C6、C5、D8、D10、R11、R6、R7和运放LM324的2、3、1脚为河池广播电台音频信号检波和输出电路，输出信号为A2，由LM324的1脚输出。检波后的电视信号V1、A1通过双联拨动开关SW1之后进入与非门电路和信号指示电路；电台音频信号A2通过单联拨动开关SW2之后，一路直接送到信号指示电路，另一路音频进入与非门。SW1和SW2为波动开关，正常都放在打开状态。由于电视、电台的停机时间不一致，河池人民广播电台停机时间在23点40分，而河池电视台新闻综合频道的停机时间在0点30分，因此23点40之后电台的发射机停机，接收音响没有音频输出，A2为低电平，延时20秒后报警器就会一直响个不停。这时若把SW2拨到OFF即可关闭电台信号的监控。而报警器继续对电视信号进行监控，除非SW1拨到OFF位置。每台发射机对应一个波动开关，分别独立控制。

二、信号指示电路

信号指示电路比较简单，由NPN三极管驱动绿色发光二极管组成，V1、A1分别对应三频道即河池电视台新闻综合频道的视频和音频，A2对应河池人民广播电台的音频。当电视、电台的信号正常时，V1、A1和A2都为高电平Q2、Q5、Q6导通，信号指示LED都亮绿灯；当某路信号中断时，对应的三极管就截止，相应的LED灯就会灭。

三、与非门电路

整个电路有两个与非门电路，第一个由D4、D5、D6、R4、R5、Q1组成，用于A1、A2两路音频的合并，第二个由D13、D14、D17、R21、R15、Q4组成，用于V1与从555延时器3脚出来的音频合并。当且仅当A1、A2都输出高电平时，即电视、电台的音频都正常时，Q1才输出低电平；当且仅当V1、555集成块3脚都输出高电平时，即视频、音频都正常时，Q4才输出低电平。

四、555延时器

视频信号不需要延时，视频信号一中断就要马上报警，延时器主要是针对音频信号设计的，通常设计延时20秒后报警。555延时器电路接成单稳态工作模式，电路一接通，由于C2上的电压为零且不能突变，故555延时器的2脚、6脚接地，使3脚输出高电平。

当音频信号正常时，A1、A2都为高电平，与非门Q1饱和导通输出低电平，D1的负端为低电平并导通，使555延时器2脚钳位在1V左右，小于1/3VCC，3脚输出一直保持为高电平；当音频信号有中断时，A1、A2至少有一个为低电平时，则Q1截止，D1的负端为高电平，D1截止，VCC通过RV1向C2充电。当C2的电压冲到2/3VCC时，555内部的比较器翻转，使3脚输出低电平，其定时的时间由可变电阻 RV1和电容 C2决定。定时长度为1.1*RV1*C2，调节RV1的电阻值，使其定时长度为20秒。D3使C2在信号恢复后有放电回路。

五、蜂鸣器及其驱动电路组成

蜂鸣器选高分贝有源蜂鸣器BJ-1/12V，由Q3直接驱动，Q3可选中功率的NPN管。

六、电源

整个电路的电源电路，220伏经变压器输出15伏交流电，经D18、D19、D20、D21桥式整流后变成脉动直流电，滤波后过LM7812稳压集成块，输出稳定的12伏直流电，为整个电路提供电源。

七、电路调试

电路安装完成后，接入音视频信号，加电对整个电路进行测试。第一，测量运放LM324的1、7、8脚是否为高电平，然后断开音视频信号，再次测量1、7、8脚是否为低电平，同时观察信号指示LED是否正常亮灭。第二，测量与非门输出Q1、Q4的集电极，在信号正常时是否为低电平，信号中断时是否为高电平。第三，测量延时时间，手机设置为秒表状态，断开任何一路音频信号，同时秒表开始计时，记录NE555的3脚由高电平变成低电平的时间，调节RV1，使其延时的时间为20秒即可。

八、结语

本报警器电路简单，设计巧妙，可以进一步扩展，监控更多的发射机开路信号，只要在与非门电路中加入检波后的信号高低电平即可，不会改变整个电路结构，而其它部分电路不需任何改动。到2020年，全国地面数字电视广播覆盖网基本建成，地面模拟电视信号停止播出，发射机全改成全数字发射机，只要监看设备是电视，能从电视机中取出音视频信号或者从无线数字机顶盒中取出音视频信号，此报警器仍然可以对全数字发射机进行监播。

1.杨兆选,丁润涛编著.555定时器原理及实用电路集锦[M].天津大学出版社,1989.

2.王毓银编著.脉冲与数字电路[M].高等教育出版社, 1999.

（作者单位：河池市广播电视台）