■內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳媒發(fā)射中心包頭廣播發(fā)射中心臺:郝潔
中波廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)由電子管、功率放大器和調(diào)諧設(shè)備組成,主要完成對音頻信號的放大和調(diào)制工作,它是無線電廣播的重要組成部分,在廣播電視行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。然而,隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過程中經(jīng)常會受到各種電磁干擾。例如:在廣播節(jié)目的傳輸發(fā)射過程中,存在著頻率相同、信號相同、電源頻率相近等情況;在傳輸過程中,存在著高頻電流信號,會受到電磁干擾。這些電磁干擾不僅會對廣播電視節(jié)目傳輸發(fā)射造成不良影響,還會使發(fā)射機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障,影響廣播電視節(jié)目的正常播放。因此,針對電磁干擾問題進(jìn)行分析,提出合理的解決措施就顯得尤為重要。
中波廣播發(fā)射機(jī)是我國廣播電視事業(yè)的重要組成部分,是將音頻信號轉(zhuǎn)換成載波信號后,再將其通過天線發(fā)射出去的設(shè)備。然而,在實(shí)際工作過程中,由于受到各種因素的影響,中波廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)經(jīng)常會受到各種電磁干擾問題的困擾,不僅會造成節(jié)目信號的丟失,而且還會使中波廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障,嚴(yán)重影響廣播電視節(jié)目制作和播放質(zhì)量。例如:在我國東北地區(qū)某座中波廣播發(fā)射機(jī)臺站進(jìn)行信號監(jiān)測時(shí)發(fā)現(xiàn):該電臺站在正常運(yùn)行的情況下,發(fā)射機(jī)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定,不存在任何異?,F(xiàn)象。但是,當(dāng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)在工作過程中遇到某些突發(fā)情況時(shí),發(fā)射機(jī)系統(tǒng)就會出現(xiàn)故障問題。通過對該臺站信號監(jiān)測發(fā)現(xiàn),該電臺站在正常運(yùn)行時(shí),發(fā)射機(jī)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定;但是當(dāng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題時(shí),發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的頻率就會出現(xiàn)波動現(xiàn)象。這一現(xiàn)象說明:中波廣播發(fā)射機(jī)在正常運(yùn)行過程中受到電磁干擾問題的影響。這不僅會使發(fā)射機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障,影響節(jié)目正常制作和播放質(zhì)量;而且還會使中波廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題后無法進(jìn)行及時(shí)修理和修復(fù),造成嚴(yán)重后果。因此,為了確保廣播電視節(jié)目的正常播放和制作質(zhì)量,必須采取合理有效的措施解決中短波廣播發(fā)射機(jī)間電磁干擾問題。只有解決好中短波廣播發(fā)射機(jī)間電磁干擾問題,才能使中波廣播發(fā)射機(jī)臺站在遇到突發(fā)情況時(shí)能夠及時(shí)解決問題,減少設(shè)備故障發(fā)生概率,確保廣播電視節(jié)目制作質(zhì)量和播出效果。因此,為了保證廣播電視節(jié)目的正常播放和制作質(zhì)量。
廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)展歷史已經(jīng)有百年之久,伴隨著廣播事業(yè)的發(fā)展,在過去的幾十年中,發(fā)射機(jī)朝著更高的頻率方向發(fā)展,更高的功率,更大的功率,也就是人們常說的大功率。但是我們知道,在發(fā)射機(jī)功率越大、頻率越高的情況下,其發(fā)射電磁干擾也就越強(qiáng)。這主要是因?yàn)樵诖蠊β实陌l(fā)射機(jī)中,有大量的電子元器件同時(shí)工作,并且這些電子元器件還會相互干擾、相互影響。在過去一段時(shí)間里,我國廣播發(fā)射機(jī)都是通過天饋系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射的。這就導(dǎo)致發(fā)射系統(tǒng)中產(chǎn)生了大量的電磁干擾。其中就有高頻信號、低頻信號以及雜散輻射等電磁干擾。而這些電磁干擾對發(fā)射設(shè)備造成了嚴(yán)重?fù)p害。所以針對中短波廣播發(fā)射機(jī)間電磁干擾進(jìn)行分析很有必要。
3.1.1 發(fā)射機(jī)饋線接地
由于發(fā)射機(jī)饋線和接地極存在一定的相互影響,在實(shí)際運(yùn)行過程中,兩者之間會出現(xiàn)一定的耦合作用,這就會使系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生干擾。為了避免這種情況,必須要采取合理的措施對饋線進(jìn)行接地處理。一般情況下,可以選擇在機(jī)房內(nèi)對饋線進(jìn)行集中接地,將饋線與地網(wǎng)的連接作為一個(gè)整體,使之形成一個(gè)整體。另外,在機(jī)房外的電力系統(tǒng)中也要設(shè)置相應(yīng)的接地點(diǎn)和接地線,以確保供電系統(tǒng)具有良好的接地性能。發(fā)射機(jī)饋線長度是影響中波廣播發(fā)射機(jī)間電磁干擾程度的重要因素,如果信號源的電源線和信號源的地線之間存在較長距離,就會使電源線和信號線產(chǎn)生一定的耦合作用。為了有效消除這種現(xiàn)象,在實(shí)際運(yùn)行過程中,可以將距離較短、較近的發(fā)射機(jī)連接在一起。如果發(fā)射機(jī)之間距離較遠(yuǎn)且信號源電壓較低時(shí),可以選擇使用雙絞線來進(jìn)行連接。這樣一來,可以使發(fā)射機(jī)之間保持一定距離,從而達(dá)到避免耦合作用產(chǎn)生的目的。
3.1.2 發(fā)射機(jī)電源
發(fā)射機(jī)電源是確保中短波廣播發(fā)射機(jī)間電磁干擾問題有效解決的重要基礎(chǔ)和前提條件。在實(shí)際運(yùn)行過程中,為了確保發(fā)射機(jī)電源具有良好的輸出性能和可靠性能,就必須要保證電源具有良好的供電質(zhì)量。在這一過程中,可以在機(jī)房內(nèi)安裝一個(gè)穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器能夠有效降低供電系統(tǒng)中高頻電流信號對發(fā)射機(jī)系統(tǒng)造成的干擾程度,從而保證中短波廣播發(fā)射機(jī)間電磁干擾問題得到有效解決。
由于中波廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各電路之間存在著一定的干擾,為防止電磁干擾影響發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的接地方式。通常情況下,可選擇交流接地方式,即將所有設(shè)備都連接到交流電源線上,使整個(gè)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)都處于一個(gè)良好的接地狀態(tài)。如果沒有合適的接地方式,可根據(jù)具體情況選擇多個(gè)設(shè)備依次連接到大地上。此外,還可將地線單獨(dú)連接到發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中,從而使發(fā)射機(jī)地電位保持在一個(gè)平衡狀態(tài)。此外,在不同設(shè)備之間進(jìn)行接地時(shí),應(yīng)根據(jù)設(shè)備具體情況選擇合適的接地體。例如:當(dāng)將大功率晶體管接地時(shí),可選用銅導(dǎo)線作為接地體;當(dāng)將功放管、電子管和調(diào)諧設(shè)備等連接到同一接地點(diǎn)時(shí),可采用銅排作為接地體。為防止中波廣播發(fā)射機(jī)的電流對其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的地線。通常情況下,可選用兩條地線連接到發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的電源端和信號端,通過這種方式使整個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)電路之間的電位保持平衡狀態(tài)。此外,在條件允許的情況下可采用多條地線進(jìn)行連接,從而有效降低電磁干擾的影響。
在中波廣播發(fā)射機(jī)臺站的設(shè)計(jì)過程中,通常會采用隔離變壓器來降低電磁干擾。然而,當(dāng)隔離變壓器安裝完成之后,若不能對其進(jìn)行合理的使用,就會使隔離變壓器產(chǎn)生較大的熱量,這將嚴(yán)重影響到其使用壽命。一般情況下,隔離變壓器主要由變壓器、電抗器和電源組成。在安裝過程中,需要先將其安裝在發(fā)射機(jī)臺站附近,使其與周圍環(huán)境保持一定的距離。同時(shí),為了避免出現(xiàn)其他影響因素,可以選擇用絕緣體將其包裹起來。在對隔離變壓器進(jìn)行安裝時(shí),需要保證其高度統(tǒng)一,以防止出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象。此外,為了避免出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象,需要將隔離變壓器放置在電抗器附近。由于電抗器具有一定的阻抗作用,因此可以起到屏蔽效果。此外,還應(yīng)保證隔離變壓器的高度統(tǒng)一、絕緣良好等。
為保證中波廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行不受電磁干擾影響,可積極采取以下技術(shù)手段:
(1)發(fā)射機(jī)優(yōu)化。 要想通過發(fā)射機(jī)優(yōu)化來不斷提升抗干擾能力,可采取以下措施:①信號處理和濾波。引入適當(dāng)?shù)男盘柼幚砗蜑V波技術(shù),以減少干擾信號的頻譜擴(kuò)展和雜散輻射。②抗干擾設(shè)計(jì)。優(yōu)化發(fā)射機(jī)的電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì),增強(qiáng)其抗干擾能力,減少對外部干擾信號的敏感度。③隔離和屏蔽。采用隔離和屏蔽措施,減少發(fā)射機(jī)內(nèi)部不同模塊之間的相互干擾,同時(shí)防止外部干擾信號的進(jìn)入。④頻率合成和鎖定。利用頻率合成和鎖定技術(shù),確保發(fā)射機(jī)工作在準(zhǔn)確的頻率上,并減少頻率漂移和干擾。
(2)發(fā)射機(jī)功率控制??刂瓢l(fā)射機(jī)的功率是解決電磁干擾問題的另一個(gè)重要手段。通過合理控制發(fā)射機(jī)的功率,可以減少干擾的傳播范圍和強(qiáng)度。對于中波廣播發(fā)射機(jī),可以根據(jù)其覆蓋范圍和周圍環(huán)境的情況,調(diào)整發(fā)射功率的大小,以確保在不同發(fā)射機(jī)之間的干擾盡可能小。
(3)抗干擾技術(shù)??垢蓴_技術(shù)是解決電磁干擾問題的關(guān)鍵。針對中波廣播發(fā)射機(jī)間的電磁干擾問題,可以采用以下技術(shù)來提高系統(tǒng)的抗干擾能力:①頻率選擇性技術(shù)。通過使用頻率選擇性濾波器,可以選擇性地濾除干擾信號,保留所需的廣播信號。這種技術(shù)可以有效地降低干擾信號對廣播接收的影響。②自適應(yīng)均衡技術(shù)。通過自適應(yīng)均衡技術(shù),可以對接收信號進(jìn)行均衡處理,減少干擾信號對接收信號的影響。這種技術(shù)可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力,提高接收信號的質(zhì)量。③多天線技術(shù):通過使用多天線技術(shù),可以在接收端接收到多個(gè)發(fā)射機(jī)的信號,并利用信號處理算法將它們進(jìn)行合理的組合,以提高接收信號的質(zhì)量和抗干擾能力。④編碼技術(shù)。通過使用編碼技術(shù),可以將廣播信號進(jìn)行編碼處理,使其具有一定的糾錯能力。這種技術(shù)可以提高廣播信號的抗干擾能力,減少干擾信號對廣播接收的影響。通過以上技術(shù)手段的綜合應(yīng)用,可以有效地解決中波廣播發(fā)射機(jī)間的電磁干擾問題。
(4)頻譜監(jiān)測。頻譜監(jiān)測旨在實(shí)時(shí)監(jiān)測和檢測中波廣播發(fā)射機(jī)的頻率使用情況和干擾情況,在實(shí)施期間可落實(shí)以下幾點(diǎn):①頻譜監(jiān)測系統(tǒng)。建立頻譜監(jiān)測系統(tǒng),部署監(jiān)測設(shè)備和傳感器,對中波廣播發(fā)射機(jī)的頻譜進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和采集。②干擾檢測。通過頻譜監(jiān)測系統(tǒng),及時(shí)發(fā)現(xiàn)和識別中波廣播發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的干擾信號,以及其他設(shè)備和通信系統(tǒng)對中波廣播發(fā)射機(jī)的干擾。③干擾定位。利用多個(gè)頻譜監(jiān)測點(diǎn),對干擾信號進(jìn)行定位,確定干擾源的位置和范圍,以便采取相應(yīng)的干擾控制措施。④干擾處理。一旦發(fā)現(xiàn)干擾信號,及時(shí)采取干擾控制措施,如頻率調(diào)整、功率限制、調(diào)制改變等,以減少干擾對其他設(shè)備和通信系統(tǒng)的影響。
電子管是中波廣播發(fā)射機(jī)的核心部件,也是其最容易受到電磁干擾的部件,因此,需要對電子管進(jìn)行供電。由于電子管在工作過程中會產(chǎn)生大量的熱量,這就需要對電子管進(jìn)行散熱。在散熱過程中,需要將電子管放置在通風(fēng)良好、溫度較低的環(huán)境中,這樣就能使電子管得到充分的散熱。在電子管散熱過程中,需要保證電子管殼體與風(fēng)扇之間保持良好的空氣對流。如果電子管周圍存在較大的空間,就會導(dǎo)致熱對流現(xiàn)象出現(xiàn),從而使散熱效果受到影響。在安裝電子管時(shí),需要保證電子管與散熱器之間保持足夠的距離,防止出現(xiàn)散熱不良的現(xiàn)象。另外,還需要對電子管進(jìn)行定期檢查和維護(hù)。當(dāng)電子管出現(xiàn)故障時(shí),需要對其進(jìn)行檢修。檢修時(shí)需要將電子管中存在的灰塵清理干凈,并對其內(nèi)部進(jìn)行清潔處理,防止灰塵和小顆粒進(jìn)入電子管中。為了避免電子管出現(xiàn)短路問題,需要將電子管安裝在安全可靠的位置上。同時(shí)還要根據(jù)電子管工作所需電壓的不同來選擇不同類型、型號的電源插座,從而提高電子管的供電質(zhì)量。
為了解決發(fā)射機(jī)之間的電磁干擾問題,可以在發(fā)射機(jī)之間安裝屏蔽線。通過安裝屏蔽線,能夠?qū)l(fā)射機(jī)之間的電磁干擾控制在最小范圍內(nèi),從而有效地解決電磁干擾問題。安裝屏蔽線前,需要對屏蔽線的金屬屏蔽層進(jìn)行檢查,確保屏蔽層沒有出現(xiàn)破損、銹蝕等現(xiàn)象。然后將屏蔽線與發(fā)射機(jī)連接,并在連接處加裝絕緣裝置,這樣能夠有效地防止信號受到干擾。為了保證屏蔽線與發(fā)射機(jī)連接的可靠性,需要將屏蔽線接地,屏蔽線與地之間不能存在任何接頭,否則會影響屏蔽效果。為了保證屏蔽線的穩(wěn)定性和可靠性,需要在屏蔽線上加裝金屬接地裝置。
對中波廣播發(fā)射機(jī)來說,天線的作用主要是將電能轉(zhuǎn)換為微波信號。如果天線的功率輸出與實(shí)際需求不符合,就會對發(fā)射效果產(chǎn)生影響。因此,在選擇天饋線時(shí),需要根據(jù)發(fā)射機(jī)功率需求、系統(tǒng)要求等確定天線類型。在天線類型確定后,可以選擇使用同軸線或者單極子天線作為發(fā)射機(jī),在采用單極子天線時(shí),需要充分考慮到發(fā)射機(jī)之間的干擾問題。
中波廣播發(fā)射機(jī)中,所使用的饋線較多,如果不對饋線進(jìn)行合理選擇,將會對發(fā)射效果產(chǎn)生影響。因此在選擇饋線時(shí),需要根據(jù)具體情況選擇合適的饋線。對于采用單極子天線的發(fā)射機(jī)來說,需要考慮到單極子天線與發(fā)射機(jī)功率的匹配問題。同時(shí),在進(jìn)行饋線設(shè)計(jì)時(shí),要對發(fā)射機(jī)功率大小、系統(tǒng)要求等因素進(jìn)行綜合考慮。
在對信號回路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要將數(shù)字信號與模擬信號進(jìn)行分離,同時(shí)避免數(shù)字信號與模擬信號之間存在的相互干擾現(xiàn)象。在此過程中,可以采用屏蔽措施對模擬信號與數(shù)字信號進(jìn)行隔離,從而達(dá)到消除電磁干擾的目的。在實(shí)際應(yīng)用過程中,需要對數(shù)字和模擬信號進(jìn)行分離,同時(shí)也需要對模擬電路和數(shù)字電路進(jìn)行隔離。在具體處理過程中,可以采用兩根導(dǎo)線來實(shí)現(xiàn)對模擬電路和數(shù)字電路的隔離,同時(shí)也可以將模擬電路和數(shù)字電路之間的連線進(jìn)行適當(dāng)縮短,從而降低電磁干擾。為了避免出現(xiàn)串音現(xiàn)象,在對信號回路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要采用獨(dú)立的信號回路,并且在信號回路中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要采用獨(dú)立的濾波裝置。在實(shí)際應(yīng)用過程中,也可以將屏蔽罩放置在信號回路中,從而降低信號回路所產(chǎn)生的電磁干擾。但是需要注意的是,屏蔽罩并不能完全消除電磁干擾現(xiàn)象。
通過本文的分析,可以看出,中波廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)是無線電廣播的重要組成部分,其工作原理主要是通過高頻電流信號對音頻信號進(jìn)行放大和調(diào)制,通過發(fā)射天線將音頻信號發(fā)射出去。在廣播電視行業(yè)中,中波廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)受到各種電磁干擾會直接影響廣播電視節(jié)目的制作和播放質(zhì)量。本文在對其產(chǎn)生原因進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出了解決電磁干擾問題的有效對策。在實(shí)際應(yīng)用中,中波廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)經(jīng)常會受到電磁干擾問題的影響,因此需要對其進(jìn)行合理控制,通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理選擇設(shè)備、合理接地等措施來解決電磁干擾問題。