中波廣播系統發射機實時數據采集系統設計應用

楊洪金

（作者單位：臨沂市廣播電視臺）

無線廣播技術具有復雜性的特點，受外界干擾較大。中波廣播是無線廣播的重要組成部分，在信息傳遞過程中發揮著極為重要的作用。現階段，我國已經建立了完善的中波廣播系統，為廣播行業的發展奠定了良好的前提條件。然而，中波廣播系統發射機卻極容易出現故障。因此，探索中波廣播系統發射機實時數據采集系統的設計，具有十分重要的現實意義。

1 中波廣播系統發射機實時數據采集系統設計原理

在發射機的運行過程中，需要借助安裝在發射機上對外接口電路完成對數據的采集。對外接口電路不僅具備數據采集的功能，還能夠實現對發射機的遠距離遙控，完成對發射機信號的檢測和控制，對控制器和發射機進行隔離。同時，一旦對外接口電路出現電壓異常的情況，安裝在發射機內部的二極管陣列能夠產生對電路的保護作用[1]。此外，發射機的對外接口電路還能夠實現光隔離輸出功能，且能夠基于模擬電壓狀態下完成輸出，具有良好的穩定性，能夠有效確保數據采集工作正常進行。

在采集數據的過程中，中波廣播發射機處于負載的工作環境，極容易受到外部信息的干擾，影響數據采集的精確性，進而出現數據失真現象。為了解決上述問題，在處理數據的過程中，應使串行總線USB的價值得到最大程度的發揮，利用USB建立計算機與外圍設備的有效連接。串行總線不僅能夠為數據的雙向傳輸提供可能，還能夠提升數據處理的速率，降低數據處理的總體成本，為數據處理可靠性提供重要保障。同時，串行總線能夠實現對LED面板的精準控制，實現對數據失真問題的防控，且能夠實現對發射機電壓、過荷等數據信息的獲取。

2 中波廣播系統發射機實時數據采集系統設計

2.1 系統硬件結構設計思路

中波廣播系統發射機實時數據采集系統的硬件結構設計是將USB總線作為設計基礎，其設計思路如下。（1）由對接口板獲取多路模擬信號，同時這些信號在模擬開關的作用下可以輸入到A/D轉換器中，經過轉換器的轉換，最終在單片機的作用下完成對相關數據的采集工作。通過實時采集來的數據信息會被存儲到USB芯片上，并按照具體的指令將其傳送到計算機中。這一過程中所涉及的硬件結構組成包括模擬開關、單片機、A/D轉換器以及USB接口芯片。（2）中波廣播系統發射機實時數據采集系統設計所使用的USB高速接口芯片為ISP1581芯片，這種類型的芯片可以將電壓調整器、高速收發器、微控制器以及系統控制器等多個部分集于一身，支持雙電壓操作以及具備多中斷模式操作功能。與此同時，在中波廣播系統發射機實時數據采集系統硬件設計過程中應用ISP1581芯片，可以借助ISP1581芯片本身的自動檢測功能，為系統工作運行提供強有力的USB通信功能[2]。

2.2 系統軟件設計思路

中波廣播系統發射機實時數據采集系統軟件設計主要包括以下幾個方面。第一，USB固件程序設計。中波廣播系統發射機實時數據采集系統的軟件設計主要是由驅動程序、USB固件編程以及應用程序三個部分組成。其中，USB固件程序設計是整個系統設計的核心部分，其功能為有效控制芯片實現對數據的實時采集、接收和處理驅動程序發出的請求以及完成應用程序發出的控制指令。在具體的設計過程中，設備固件借助C語言設計。第二，驅動程度的設計與實現。中波廣播系統發射機實時數據采集系統USB驅動程序的設計與應用采用分層結構模型的方式來實現，其結構主要分為高級和低級兩個等級，其中高級屬于USB驅動程序，低級屬于USB函數層。而驅動程序是由初始化模塊、即插即用管理模塊、電源管理模塊以及I/O功能模塊幾部分構成；第三，應用程序的設計與實現。中波廣播系統發射機實時數據采集系統應用程序的設計與實現需要借助Ddphi工具來完成，其應用程序可以被分為低層數據采集系統和數據應用管理程序兩個層面，其數據采集程序功能的實現主要借助系統調用動態鏈接庫的方式來完成。應用程序的功能包括開啟或者關閉USB設備、檢測USB設備、設計數據采集端口以及將數據實時存儲到數據庫中。

3 中波廣播系統發射機實時數據采集系統抗干擾系統的設計應用

由于中波廣播系統發射機所處的工作環境相對復雜，惡劣的外部環境容易對中波廣播系統發射機的正常工作造成較大的影響。比如，復雜的環境很有可能導致中波廣播系統發射機在進行實時數據采集過程中，由于受到中波廣播系統發射機所發出的電磁波以及各類電源脈沖的干擾，從而影響最終的數據采集結果。為了有效應對這一問題，中波廣播系統發射機實時數據采集系統抗干擾系統的設計與應用具有重要意義。在具體的中波廣播系統發射機實時數據采集系統抗干擾系統設計過程中，為了有效提升系統數據采集的精準度與可靠性，應該在切實做好中波廣播系統發射機實時數據采集系統防干擾層面設計工作的基礎上，進一步保證中波廣播發射機本身的抗干擾性。中波廣播系統發射機實時數據采集系統的抗干擾設計主要分為軟件設計與硬件設計兩個部分。

在硬件設計過程中，其系統的抗干擾設計原理主要在于對中波廣播系統發射機干擾信號高輻射、高脈沖和短時間等特征的考慮，對此可以通過在系統采集上設置支持重復采集的方式來達到規避干擾的目的。這一過程中，如果中波廣播系統發射機實時數據采集系統所采集到的信號出現連續兩次相同的現象，則可以認為采集到的數據是有效的；相反，如果連續兩次采集到的信號變化不定，則認為采集到的數據是無效的。將數據采集的實時性作為系統抗干擾設計的前提，如果相鄰信號采集過程中插入延時程序，則可以有效提升系統的抗干擾效果。在實際的應用過程中，為了最大程度上保證系統數據采集的準確性，應該做好外部線路的隔離工作，在輸入模擬量信號過程中盡可能使用高頻濾波。

在軟件設計過程中，主要是出于對中波廣播系統發射機實時數據采集系統自身具備的隨機性這一特征的考慮，在此基礎上借助數字濾波技術將音質疊加到模擬輸入信號的噪聲上。除此之外，想要進一步提升中波廣播系統發射機實時數據采集系統的抗干擾性能，還應該注重硬件設計與軟件設計兩者之間的有效結合，從而促進系統穩定性與可靠性的提升。

4 結語

伴隨著信息化技術被不斷引入中波廣播系統的設計過程中，中波廣播系統得到了改進和優化。但若想優化數據采集系統的設計，還需借助對外接口和串行總線USB的價值，在防控外部干擾的同時降低系統設計的成本，提升數據采集的速率。因此，在設計中波廣播系統發射機實時數據采集系統抗干擾系統的過程中，可以借鑒以上方法。