解析大功率广播短波发射机安全保护技术

杨海军

摘 要：作为在远距离数据通信、复杂地形语音传输的最主要方法，广播常常选择大功率短波发射，并得到了普遍应用。本文对大功率短波发射机的安全保护系统目前现状、保护系统的设计思路、保护系统设计方案做了详细介绍。具有完善的安全保护系统对保证大功率广播短波发射机的安全工作具有非常重要的作用。

关键词：短波发射机；广播；安全保护

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

大功率广播短波发射机由电源部分、控制部分、高频部分、冷却部分等多个部分组成，整个系统比较复杂。设备工作时，各器件都处在大电流、高电压的状态下，所以需要完善的安全保护机制。一些小的安全漏洞隐患，可能造成严重的事故，比如播音中断、设备损坏等，甚至会威胁到维护人员的安全。因此配有安全可靠的保护系统对于大功率短波发射机来说是至关重要的。本文就以大功率广播短波发射机为例，对大功率广播短波发射机的安全保护系统进行简单介绍和分析。

1 大功率广播短波发射机安全保护系统的设计思路

大功率广播短波发射机的安全保护系统中对人身安全、设备安全和播音安全采取不用的安全保护机制。采用的人身安全保护方法主要有：紧急开关、门开关、安全告警灯、带电设备的布局设计、钥匙连锁系统、接地系统和防护设施等。采用的设备安全保护方法有：保护电压、电流是否超过预设的极限值；持续监测系统功率和驻波的比值；持续监测板极损耗程度；紧急关断的保护；板压封锁的保护；高频打火的时时检测；采用过流的方法自动断开空气开关对开关的负载设备电路进行时时保护；当设备发生过热故障时，利用热跳继电器断开的方法时时保护；采用压敏电阻或者放电球时时监测电路的电压大小，对电路的过压情况进行时时保护；时时监测冷却风水温度、流量以及天线负载的互锁保护等。采用的播音安全保护方法有：有效的自动调谐系统；应对瞬时电流过大采用自恢复播出功能；如果在一小段时间内电路发生多次过流现象，系统采用自动降低输出功率，维持播出机制；系统故障控制机制；当重新启动系统时，为了继续维持原状态播出的机制；对于中央控制系统进行的热备份机制等。

2 大功率广播短波发射机保护方案设计

大功率广播短波发射系统的干扰源主要包括电源干扰，电源质量的、电源的稳定性对系统的影响；周围电磁场对系统的影响。其中系统电源造成干扰是系统主要的干扰源，其对系统的影响最直接、破坏性最大。在设计电机的输入输出电源时，常常利用固态继电器来隔离控制线对系统造成的电磁干扰，固态继电器具有四个输入输出端子，其中两个为输入，另外两个为输出。当外部控制信号送到输入端时，就可以控制输出端，从而实现了开关功能，实现了隔离电磁干扰的功能。光电耦合器也是隔离器件，可以实现输入端和输出端的完全准确隔离，防止输入输出间的电磁干扰。过零电路主要实现开关器件在开关过程所产生的电磁干扰。消除输入信号噪声的方法主要有：对输入信号进行滤波、输入输出之间使用继电器隔离和屏蔽信号采集器等，对输入信号进行滤波是因为输入信号线上的高频干扰噪声的频率在数兆至数十兆的频段之内，设计LC电感电容低通滤波器可以滤除以上的噪声干扰。

通过完善电路板的设计实现抗干扰的方法有很多，可以从配置合适的去耦电容、集成芯片的选择以及电路板的走线等几个方面去考虑。电路板走线时，发射信号的走线需要尽可能的短，这样可以降低空间干扰；需要将电源线、地线的走线方向与数据传输线的方向相同，这样可以大大增加信号的抗干扰抗噪声能力。各类信号的走线要尽可能的粗，这样可以减小走线的导通电阻；为电源引脚配置去耦电容时，电容器引脚要尽可能靠近电源引脚，这是因为两者之间的引线越短，电容器的谐振频率越高，更好的实现电源去耦的目的。电容阻抗值和通过其信号的频率成反比，随着频率的增大而减小，滤除高频噪声的能力越强，从而提升系统滤除高频噪声的能力。一般选择体积小、短走线的IC集成芯片，为了使系统运行的更加稳定，可以将主控芯片直接焊接在电路板上。

大功率广播短波发射机的安全保护系统的设计要体现人性化的方面，以人为本，简单方便实用为主。当发射系统出现故障时，首先系统应该能够及时有效的发出报警信息，然后快速准确定位到故障发生点，使维修人员快速判断故障类型。应该具有清晰的故障提醒信息，这样有利于维修人员检修，比如设计两种不同的警告提示声音。一种设计为断续性的警告声音，另一种为连续性的警告声音。这两种警告提示声音具有不用的用处，断续性警告是声音可以表示为正在发生一个或者多个故障，而连续性的警告声音表示系统出现了非常重大严重的故障，需要维修人员立即维修处理，如果不及时处理系统将会停止工作或者会发生严重的事故，威胁到人身或者财产安全。安全保护系统的设计需要顾虑到准确显示系统发生的地方，在软件监控界面，每个故障点都准确清晰的显示，以便维修人员维修处理。系统设计的阈值可人工随时调节，这样整个系统比较方便灵活。比如电压阈值，电流阈值，功率阈值等，都可以很方便的再计算机上输入调整，这样可以使安全保护系统工作在稳定可靠有效的状态。

3 结论

大功率广播短波发射机在平时工作中，内部电路很多处于高电压、大电流状态，易发生各类电路故障。所以和短波发射机相配套的安全保护系统是必不可少的，是发射机安全稳定运行的重要保证。大功率短波发射机的运行需要注意人身安全和设备安全，要具有高可靠性、操作方便等特点。大功率短波发射具有较强的抗干扰能力；并且短波发射价格比较便宜、操作方便灵活，大功率短波发射系统需要加强、完善系统的安全保护系统，强化对系统故障分析和判断的能力，从而实现对短波发射系统的全方位保护。本文的研究对大功率广播短波发射机安全保护系统的设计，安全保护系统的应用和维护都有一定的参考借鉴意义。

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