淺析TSW2500 500kW短波發射機高頻電磁干擾的解決辦法

王小龍

（作者單位：國家新聞出版廣電總局594臺）

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淺析TSW2500 500kW短波發射機高頻電磁干擾的解決辦法

王小龍

（作者單位：國家新聞出版廣電總局594臺）

摘 要：本文主要分析了中、短波發射機房高頻電磁干擾產生的機理，列舉了TSW2500 500kW短波發射機高頻電磁干擾的兩種故障現象，提出了針對此兩類干擾故障的實際解決方法，并對方法的實際應用效果進行了簡要闡述。

關鍵詞：TSW2500；短波發射機；電磁干擾；解決方法

TSW2500 500kW短波發射機是瑞士THALES公司研發的新型大功率發射機，該機型運行穩定，自動化程度高，可以實現遠程計算機控制。但通過近幾年的實際維護發現，TSW2500發射機存在間歇性高頻電磁干擾問題，影響了設備運行的穩定性，以及電臺的安全播音工作。

1 故障現象

通過實際維護經驗的總結，TSW2500 500kW短波發射機高頻電磁干擾的主要表現為：發射機主控計算機表值和音頻信號處理（YCP24）板干擾。

1.1ECOS2主控系統表值干擾

ECOS2是TSW2500 500kW短波發射機控制系統軟件，主要實現發射機開、關機和設備狀態監測及保護功能。ECOS2系統受干擾的主要表現是發射機各表值異常顯示，具體分為以下兩種情況。

1.1.1發射機播音時ECOS2受干擾

ECOS2監測的各項表值：IaV1、VaV1、Ig1V2、Ig2V2、IaV2、VaV2、APD、PFW及高前、高末電子管燈絲電壓、水導，無干擾時表值如圖1示意：

高頻電磁干擾時，圖1中發射機各表值異常顯示，綠色彩條劇烈抖動，不能正確顯示發射機表值信息，VfilV1、VfilV2、Water等發射機狀態量有明顯變化，但發射機播音正常，節目收測正常，發射機無告警提示。

1.1.2發射機在STANDBY（待機）狀態時ECOS2受干擾

STANDBY（待機）狀態時，ECOS2表值只顯示高前、高末燈絲及水導值，其余表值無顯示。受干擾時，所有監測表值均有異常數字顯示，或大或小，或有或無，但發射機的STANDBY（待機）狀態并無改變，故障信息列表中也無任何異常信息告警。

1.2音頻信號處理（YCP24）板干擾

YCP24控制板屬于發射機PSM控制系統，主要負責發射機音頻信號預處理。YCP24板正常工作狀態如圖2示：

圖2中，綠色長亮指示燈表示音頻信號處理方式為DSP/FPGA；紅色長亮燈（SRC）表示數字信號采樣率轉換工作正常；最下方10～100%長亮指示燈表示發射機調幅度，圖2中顯示的當前發射機調幅度為90%。

當YCP24板在發射機播音中受干擾，發射機掉高壓，降至STANDBY狀態，重合高壓加不

上，YCP24板調幅度指示燈全部長紅，DSP/FPGA指示燈紅色長亮，SRC指示燈滅，發射機故障告警提示：PSM控制系統故障。

圖1　發射機表值狀態圖

圖2　YCP24工作狀態圖

2 機理分析

電磁干擾是指有用信號以外的變化部分，是通常被稱為噪聲信號中能產生惡劣影響的那一部分。形成所有的電磁干擾都是由三個基本要素組成的。它們是：

a.電磁干擾源；

b.對該干擾能量敏感的接收器；

c.電磁干擾源引入傳輸到接收器的媒介，即傳輸通道。

因此，相應地對抑制所有電磁干擾的方法也應由這三個基本要素著手解決。

大功率中、短波發射機房信號形式主要是高頻、高壓信號。TSW2500 500kW短波發射機受干擾的關鍵問題在于解決強磁場區的短波發射機之間的電磁干擾，以及靜電對計算機及數字電路系統的干擾，現就電磁場干擾理論在廣播電視技術中應用及靜電屏蔽干擾進行機理分析。

2.1電磁場干擾傳輸狀態的分類

輻射干擾：輻射電磁場引起的干擾，主要發生在與波長相比擬距離較遠的場合。

感應干擾：包括靜電感應和電磁感應。靜電感應是指高阻抗場的靜電稠合；電磁感應是指低阻抗的電磁耦合。它們都是由近距離電磁場引起的，如平行布線，多芯電纜串音，整體機箱以及物體外殼接地不良形成一個大的感應體，靜電場、電磁場的感應在發射機內普遍存在，靜電感應是MOS 電路的大敵，由于發射機工作在高電壓大電流狀態，在輸入輸出線上同時又會構成高電壓大電流回路，有較強的電磁感應與外加高頻磁場干擾就會形成一個大的干擾源。

傳導干擾：指在傳播中侵入導線的干擾，電磁波通過電源回路、信號線和控制線侵入系統造成干擾，在大功率中波發射機房建設短波中心，有8個中短波頻率在工作，如引起傳導干擾將會使整個系統傳輸的信號質量受到損壞。

地線感應干擾：指在地線上感應出的各種干擾電壓，影響系統的正常工作，同時也會產生接地噪聲即指大地電流引起的電位差。地線上通常匯聚著不平衡電流、齊次諧波電流、浪涌電流等多種干擾信號。

2.2短波發射機間相互產生的電磁干擾

大功率短波發射機內有大量的電感與電容器件，極易引起高頻磁感應，相近的播音頻率間，會產生同頻與鄰頻串擾。

對于信號源的干擾。由于短波廣播功率大，電磁場強度高，短波發射臺音頻信號的輸入，主要來自于微波與衛星傳輸，信號輸入線也具有天線作用，因此，短波電磁場會在信號輸入線中產生感應電壓。

2.3短波發射機電源系統的干擾

電力線的傳導干擾：由于發射機使用同一供電系統，中、短波發射設備產生的干擾噪聲和無用輻射會通過電力線傳送產生相互串擾，干擾用電設備的正常工作。

電力線的天線效果：電力線是水平拉伸敷設的，因此對水平極化的電磁波來說，它本身就具有天線作用，中波廣播的無線電屬于垂直極化，但由于地面波在大地內受到損失，實際上也產生水平分量，因此形成干擾源。另外，電力線雖然處于水平狀態，但也有垂直部分，因此對中、短波廣播的垂直極化波也起著天線作用，產生干擾。

2.4短波發射機監測、控制系統產生的電磁感應干擾

監測系統是用于監測中、短波廣播發射機的各項數據的采集，以及對發射機的自動遙控開關機。將其安裝在監控室內，采用先進的計算機系統進行監控，當線路中產生感應信號時，可能影響到中、短波廣播信號的監聽與監看，影響遙控系統的正常工作。

3 解決方法

根據對電磁感應機理的分析，解決TSW2500 500kW發射機的干擾問題，應從干擾源、受干擾器件及干擾通道三方面考慮解決。

3.1ECOS2控制干擾的解決辦法

發射機主控計算機的干擾源主要是發射機間的串擾，通過工控機的數據傳輸線引入，干擾到數據采集卡及數據顯示部分。因此解決的思路是切斷干擾路徑，主要的實施方法是：工控機數據傳輸線加裝屏蔽措施，機箱殼可靠接地，布線時避免打彎及易引起渦流的走線方法。通過上述幾種措施避免主控計算機的干擾。

3.1.1調整機箱門簧片

工控機位于控制機箱中部，上部為頻率合成器和計數器，下部為TX和PSM控制系統，正常播音時控制機箱門應該關閉，減少發射機間以及發射機內部產生的電磁干擾。

門簧片具有松緊度，可以調節，當簧片與機箱門接觸越緊密，干擾屏蔽效果越好，日常維護時，保持簧片的清潔與接觸緊度；

3.1.2機箱門周圍加銅皮濾網

控制機箱門框周圍用銅皮包裹一層，與機箱邊框的簧片更加緊密的接觸，起到更好的屏蔽作用，有效的阻斷了干擾的傳播路徑。

3.2YCP24板干擾解決辦法

YCP24故障板的檢測發現，電磁干擾造成A28（數字采樣率轉換）芯片燒。干擾源可能來自機器內部瞬間的高頻高壓信號，以及控制系統電源的瞬間高頻干擾，干擾路徑可能是控制板電源部分或者音頻輸出線。可行的解決思路是切斷干擾源的傳輸路徑。

3.2.1數字音頻輸出線加雙層屏蔽

YCP24板有數字和模擬兩路音頻輸出通路，主用數字通路，備用為模擬輸出通路。根據切斷干擾路徑的思路，高頻干擾主要通過音周輸出線纜，串進YCP24板，燒壞數字音周芯片A28。因此音頻處理器數字/模擬輸出線，采用雙層屏蔽線，單端接地，加強對干擾信號的屏蔽作用。

同時在發射機主控系統電源機箱加裝屏蔽蓋板，確保電源套箱與發射機高頻地連接，避免高頻電磁干擾信號對發射機控制系統電源部分的干擾，造成YCP24板芯片的損壞。

3.2.2音頻輸出線至PSM底板加裝數字濾波器

音周電纜至PSM控制系統底板之間，加裝數字濾波器，更進一步對高頻干擾進行濾波。

圖3　PSM控制系統供電框圖

3.3.3PSM控制系統電源加裝在線式UPS電源焊接。先焊好兩個柵極，再焊另一側兩個漏極，每次焊接時間最好不超過5秒。

第三，功放模塊的定期檢查維護。發射機每天開機后都要記錄功放模塊的工作參數，如功放管工作電流等。功放管的柵極偏置電壓通過功放后面板微動開關接點連通。頻繁抽出和推進功放模塊，會導致微動開關觸片張力減弱甚至變形，因此，要妥善安排功放的檢修周期，盡量減少抽出和推進功放模塊的次數。定期檢查功放合成器、吸收負載、濾波器的溫度，定期清潔功放模塊內部的灰塵。

圖3中，綜合機箱送出AC 220V至AC/DC轉換模塊，將交流220V轉換為兩路直流電源，分別為DC5V、DC±15V，兩路直流電壓供給整個PSM控制系統。

YCP24板芯片燒故障，進線AC220V改為在線式UPS輸出，保證輸出電壓穩定，不受高頻干擾；同時，更換AC/DC模塊，確保直流電壓輸出穩定，防止高頻電磁干擾信號串入PSM控制系統電源，燒壞YCP24板。

4 結語

上述抗干擾措施運行一段時間后，ECOS2主控軟件干擾問題基本得到解決，發射機表值干擾問題再未出現； YCP24板芯片故障率明顯降低。實際運行表明我們的抗干擾思路和方法是正確的，短波發射機房同類問題也可以應用相似的辦法來解決，具有較好的通用性。

參考文獻：

［1］王保平．淺議如何預防與解決高頻電磁干擾問題［J］，廣播與電視技術，2010（12）．