电磁干扰对电视广播信号检测的影响与处置

2015-07-23杜学舟

科学中国人 2015年27期

关键词：电视广播电路设计发射机

杜学舟

陕西省延安市广播电视转播发射台

电磁干扰对电视广播信号检测的影响与处置

杜学舟

陕西省延安市广播电视转播发射台

中短波发射是广播电视通讯系统中应用较为广泛的一项技术，但是在信号检测中常会受到电磁干扰，这已经成为广电技术人员关注的重点问题之一。本文主要对电视广播信号检测中存在的电磁干扰现象进行分析，基于此提出了电视/红外视频信号检测电路设计方法，以期能够避免电磁干扰对信号检测的误检测。

广播电视；通讯系统；信号检测；电磁干扰

电磁干扰是大频率发射中心普遍存在的一种电磁现象，电视广播发射系统处在最佳工作状态是不受任何电磁干扰，但是电子系统之间具有较强的相互感应，在现实环境中很难达到这种理想状态，减轻或尽量避免电磁干扰对于信号检测的影响，一直都是电视广播发射中心关注的焦点问题，对此进行有效处置，有利于进一步提高电视广播信号质量。

一、电磁干扰对电视广播信号检测的影响

信号干扰包括被测信号干扰、程序干扰、线间耦合干扰和地面干扰，首先的被测信号干扰问题，信号干扰是电磁信号的主要途径，信号干扰方式又可分为常态干扰和共模干扰，前者是指被测信号上叠加干扰噪声，此时的信号或是可以利用的直流信号，或是未发生改变的交变信号，干扰信号即为无用交变信号；后者是转换器输入端出现干扰电压而影响信号检测的一种现象，在这些被测信号中，最为关键的是监控系统里被测信号，若采用单端输入方式，电压容易从共模干扰转变成常态干扰，而采用双端输入而可以解决这一问题[1]。其次是程序干扰，目前，各发射站均基本上都配备了自动化监控监测系统，而在复杂的工控机箱及逻辑控制器等电磁环境中，均存在程序干扰问题，若电位屏蔽、接地等处置不当，系统将会受到电磁干扰，直接影响到信号发射程序的、运行的稳定性和安全性。再次是线间耦合干扰，无论是电容性耦合还是电磁性耦合，其耦合干扰均处在多线路中，即电场的相互作用会引发电容性耦合、电场与电磁之间的作用会引发电磁耦合，而线间磁场的作用则会引发电感耦合；最后是地面干扰，信号在发射时未达到相关指标，多由地面发射设备引起，如变频器位置未摆放正确等，这些地面干扰也会影响到信号的传输效果。

二、电视广播信号检测中电磁干扰的处理

（一）信号发射机之间电磁干扰问题的解决

由于中短波信号发射在运行过程中会出现很多问题，尤其是电磁干扰问题，对整个系统的正常运行造成了很大的影响，因此，有必要对该类问题进行合理、有效的处置，以提高信号发射质量，确保电视广播系统的正常运行。建议从以下三个方面入手：其一，提高机房的干扰抗性，即从根源处解决电磁干扰问题，通常会采用隔离屏蔽法，根据工作原理的不同，可细分为磁屏蔽、电屏蔽和静电屏蔽，其中磁屏蔽更适合在强磁场中应用，主要采用导磁率较高的材料来增强磁力线感应，进而起到屏蔽的作用；其二，提高节目信号线的抗干扰性，信号线的抗干扰性直接影响到信号的发射，对信号发射机电磁干扰问题的处置，多采用屏蔽层音频电缆线的方法，通过对金属管进行屏蔽来达到抗干扰的效果；其三，提高系统的抗干扰性，系统由发射机和屏蔽层组成，均需与地相接，而地线过多或过长又会增加地线电感，为增强系统整个的抗干扰性，多采用多点接地系统，将地极直接埋放在发射机下面，在固定后还需加入降阻材料。当前中短波发射技术与抗干扰技术的发展并不同步，前者进步较快，而后者的发展相对较慢，这一矛盾对广电信号检测的影响较大，只有不断提高共模干扰抗性、常态干扰抗性以及线间干扰抗性，才能最大限度地降低电磁干扰对电视广播信号检测的影响[2]。

（二）电视广播信号检测电路设计的优化

信号经长距离传输或电磁干扰叠加在信号上均可能造成信号不稳、丢帧，此类现象又会引起信号检测异常，因此，有必要在处理器中设计信号检测电路，避免出现误报故障。以往信号检测电路的设计多采用分立器件，但是该类器件的使用周期较短，通用性较差，为提高信号检测电路的抗干扰能力，有必要对信号检测电路设计进行优化，建议利用FPGA设计资源来提高设备的可靠性。以红外视频为例，信号检测电路由数字和模拟两部分组成，前者可对场同步信号进行整形，后者可对同步信号进行分离，且均可以通过FPGA设计来实现，其具体原理流程为：同步信号分离场同步数字整形信号比较选择器，在长时间加电工作中，电视广播信号检测的抗干扰性能将会得到显著提升，电磁干扰将不会再对信号检测的判断造成影响[3]。