解析大功率廣播短波發射機安全保護技術

楊海軍

摘 要：作為在遠距離數據通信、復雜地形語音傳輸的最主要方法，廣播常常選擇大功率短波發射，并得到了普遍應用。本文對大功率短波發射機的安全保護系統目前現狀、保護系統的設計思路、保護系統設計方案做了詳細介紹。具有完善的安全保護系統對保證大功率廣播短波發射機的安全工作具有非常重要的作用。

關鍵詞：短波發射機；廣播；安全保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.242

大功率廣播短波發射機由電源部分、控制部分、高頻部分、冷卻部分等多個部分組成，整個系統比較復雜。設備工作時，各器件都處在大電流、高電壓的狀態下，所以需要完善的安全保護機制。一些小的安全漏洞隱患，可能造成嚴重的事故，比如播音中斷、設備損壞等，甚至會威脅到維護人員的安全。因此配有安全可靠的保護系統對于大功率短波發射機來說是至關重要的。本文就以大功率廣播短波發射機為例，對大功率廣播短波發射機的安全保護系統進行簡單介紹和分析。

1 大功率廣播短波發射機安全保護系統的設計思路

大功率廣播短波發射機的安全保護系統中對人身安全、設備安全和播音安全采取不用的安全保護機制。采用的人身安全保護方法主要有：緊急開關、門開關、安全告警燈、帶電設備的布局設計、鑰匙連鎖系統、接地系統和防護設施等。采用的設備安全保護方法有：保護電壓、電流是否超過預設的極限值；持續監測系統功率和駐波的比值；持續監測板極損耗程度；緊急關斷的保護；板壓封鎖的保護；高頻打火的時時檢測；采用過流的方法自動斷開空氣開關對開關的負載設備電路進行時時保護；當設備發生過熱故障時，利用熱跳繼電器斷開的方法時時保護；采用壓敏電阻或者放電球時時監測電路的電壓大小，對電路的過壓情況進行時時保護；時時監測冷卻風水溫度、流量以及天線負載的互鎖保護等。采用的播音安全保護方法有：有效的自動調諧系統；應對瞬時電流過大采用自恢復播出功能；如果在一小段時間內電路發生多次過流現象，系統采用自動降低輸出功率，維持播出機制；系統故障控制機制；當重新啟動系統時，為了繼續維持原狀態播出的機制；對于中央控制系統進行的熱備份機制等。

2 大功率廣播短波發射機保護方案設計

大功率廣播短波發射系統的干擾源主要包括電源干擾，電源質量的、電源的穩定性對系統的影響；周圍電磁場對系統的影響。其中系統電源造成干擾是系統主要的干擾源，其對系統的影響最直接、破壞性最大。在設計電機的輸入輸出電源時，常常利用固態繼電器來隔離控制線對系統造成的電磁干擾，固態繼電器具有四個輸入輸出端子，其中兩個為輸入，另外兩個為輸出。當外部控制信號送到輸入端時，就可以控制輸出端，從而實現了開關功能，實現了隔離電磁干擾的功能。光電耦合器也是隔離器件，可以實現輸入端和輸出端的完全準確隔離，防止輸入輸出間的電磁干擾。過零電路主要實現開關器件在開關過程所產生的電磁干擾。消除輸入信號噪聲的方法主要有：對輸入信號進行濾波、輸入輸出之間使用繼電器隔離和屏蔽信號采集器等，對輸入信號進行濾波是因為輸入信號線上的高頻干擾噪聲的頻率在數兆至數十兆的頻段之內，設計LC電感電容低通濾波器可以濾除以上的噪聲干擾。

通過完善電路板的設計實現抗干擾的方法有很多，可以從配置合適的去耦電容、集成芯片的選擇以及電路板的走線等幾個方面去考慮。電路板走線時，發射信號的走線需要盡可能的短，這樣可以降低空間干擾；需要將電源線、地線的走線方向與數據傳輸線的方向相同，這樣可以大大增加信號的抗干擾抗噪聲能力。各類信號的走線要盡可能的粗，這樣可以減小走線的導通電阻；為電源引腳配置去耦電容時，電容器引腳要盡可能靠近電源引腳，這是因為兩者之間的引線越短，電容器的諧振頻率越高，更好的實現電源去耦的目的。電容阻抗值和通過其信號的頻率成反比，隨著頻率的增大而減小，濾除高頻噪聲的能力越強，從而提升系統濾除高頻噪聲的能力。一般選擇體積小、短走線的IC集成芯片，為了使系統運行的更加穩定，可以將主控芯片直接焊接在電路板上。

大功率廣播短波發射機的安全保護系統的設計要體現人性化的方面，以人為本，簡單方便實用為主。當發射系統出現故障時，首先系統應該能夠及時有效的發出報警信息，然后快速準確定位到故障發生點，使維修人員快速判斷故障類型。應該具有清晰的故障提醒信息，這樣有利于維修人員檢修，比如設計兩種不同的警告提示聲音。一種設計為斷續性的警告聲音，另一種為連續性的警告聲音。這兩種警告提示聲音具有不用的用處，斷續性警告是聲音可以表示為正在發生一個或者多個故障，而連續性的警告聲音表示系統出現了非常重大嚴重的故障，需要維修人員立即維修處理，如果不及時處理系統將會停止工作或者會發生嚴重的事故，威脅到人身或者財產安全。安全保護系統的設計需要顧慮到準確顯示系統發生的地方，在軟件監控界面，每個故障點都準確清晰的顯示，以便維修人員維修處理。系統設計的閾值可人工隨時調節，這樣整個系統比較方便靈活。比如電壓閾值，電流閾值，功率閾值等，都可以很方便的再計算機上輸入調整，這樣可以使安全保護系統工作在穩定可靠有效的狀態。

3 結論

大功率廣播短波發射機在平時工作中，內部電路很多處于高電壓、大電流狀態，易發生各類電路故障。所以和短波發射機相配套的安全保護系統是必不可少的，是發射機安全穩定運行的重要保證。大功率短波發射機的運行需要注意人身安全和設備安全，要具有高可靠性、操作方便等特點。大功率短波發射具有較強的抗干擾能力；并且短波發射價格比較便宜、操作方便靈活，大功率短波發射系統需要加強、完善系統的安全保護系統，強化對系統故障分析和判斷的能力，從而實現對短波發射系統的全方位保護。本文的研究對大功率廣播短波發射機安全保護系統的設計，安全保護系統的應用和維護都有一定的參考借鑒意義。

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