五九四台调频机房技术改造

王殿超

【摘 要】为了满足503工程对调频发射机播出质量及相对应配套设施的要求，提高用户收听质量，五九四台调频机房安装了新的发射机，采用发射机一主一备模式，并对电力、节目传输、及监听监测系统做了改造。

【关键词】调频发射机；节目传输；监测

1 存在问题

五九四台为了支持503工程，于2005年在西安市安装了两部陕西如意广播电视设备有限公司生产的FM103SII型10kW全固态调频广播发射机，分别播出中央人民广播电台第三套和第二套节目，频率为95.5MHz和103MHz。

自调频机房发射机开播以来已有十年，现在调频机房面临以下问题：

1.1 设备老化

两部调频发射机播音时间长，无相关备机，检修维护时间少，从而导致印刷电路板、大电流器件加速老化，造成调频发射机工作状态不稳定，故障频发，影响播出效果，而且有很大的安全播出隐患。

1.2 维修问题

随着科技发展的日新月异，产品的更新换代也加快，FM103SII型调频发射机厂家已经停产，相关元器件很难采购到，给维修造成很大的困难。

1.3 供电问题

五九四台调频机房所使用的供电线路为一路农业用电，非电力专线，经常出现电力中断现象；另一路为发电机发电，但是无法保证不间断播出。

1.4 节目源问题

调频机房虽然有C波段、KU波段两路卫星节目源，但是没有配备音频四选一，当节目源出现问题时无法自动切换到另一路，必须人工手动切换。

2 技术改造方案

由上述问题可以看出，调频机房在安全播音方面存在安全隐患，为了提供稳定、高质量的调频广播节目，五九四台特对调频机房进行停机改造，主要内容有：

2.1 安装新的卫星天线

原来卫星天线基座不稳，并且卫星天线支架有锈蚀，因此重新做了卫星天线基座，并更换了新的卫星天线，安装了C波段、KU波段一主一备两部卫星天线。一主一备解决了以下问题：当主用节目源出现问题，可以立即切换到备用节目源使用；当日凌、雪衰、雨衰发生时，保证有一路节目源可用，保证播出的不间断性。

2.2 完善节目传输系统

节目传输系统包括功分器、接收机、音频四选一等设备。音频四选一的输入为C波段、KU波段各一路节目源，输出A路到主机、B路到备机。节目传输系统框图如下图1所示：

2.3 电力改造

电力系统使用一路外电，一路发电机，当外电中断时自动启动发电机切换到发电机供电。两路供电接UPS，外电中断启动发电机的过程中，使用UPS供电，不会造成节目停播。

2.4 发射机的更新

五九四台新装两台哈里斯FAX 10kW发射机作为主机，同时增加两台调频发射机作为备机，每个播音频率都采用一主一备模式，减少停播率。

2.5 发射机控制软件及监测软件

增加了发射机自动开关机关机，实现了对发射机的自动控制；监测软件同时监测节目源和发射机播出质量并存储，节目源或发射机出现异态及时告警，值班人员能及时发现问题并处理。

3 调频发射机、自动化系统功能简介

调频发射机是发射机房的核心，其开关机和节目的监听监测都是通过自动化系统来实现的，下面着重介绍调频发射机和自动化系统。

3.1 调频发射机

调频发射机采用哈里斯FAX 10kW型发射机，具有技术指标好、发射效率高、设备扩展性强等特点，满足了广播发射技术的要求。

FAX 10kW发射机有三种工作模式：标准模式（Normal）、基本硬件模式（Basic hardware control）、生命支持模式（Life support control）。标准模式下，发射机的全部主要控制由硬件完成，且硬件可受微处理器控制；基本硬件控制模式下，可以保证当微处理器模块禁用或故障的情况下，微处理器模块与控制系统断开，不会中断发射机的基本运行，但一些自动工作模式无法使用；生命支持模式下，可以通过系统接口板的生命支持硬件实现控制功能，保证发射机正常运行。

FAX 10kW发射机主要由激励器、电源单元、控制单元、功率放大系统和冷却系统组成。发射机采用双激励器，其中靠下的激励器为主用激励器，当主用激励器发生故障时，发射机控制系统自动切换到备用激励器；电源模块为热插拔式，支持三种类型的交流电源：单相190V-264V、三相190V-264V（无中性线）、三相330V-460V（需中性线）；控制单元可以选择本地控制、远程控制以及控制模式；功放模式支持热插拔，每个功放模块包含两个功率放大器；冷却系统采用多个内部风机组成的强制风冷冷却，带走信号发生及放大时产生的热量，采用封闭式冷却系统利用空调降低机房温度。

FAX 10kW发射机的特点：风冷冷却；FM、FM+HD、HD和DRM+四种工作模式；宽带设计，频率在调频频段88-108MHz可调；热插拔电源模块和功放模块；可选配GatesAir多种型号的激励器或其它品牌的激励器，并具有双激励器能力；可以通过I/O、以太网和SNMP进行控制；微处理器模块故障时，备份硬件控制保证发射机的正常工作。

3.2 自动化系统

3.2.1 发射机定时开关机程序

首先要对发射机进行设置：确认并设置发射机的IP地址，通过登陆发射机远程控制网页设置SNMP参数，Read-Only1 手动输入public，Read-Write1 手动输入private，输入是不要加任何空格符号。

其次在IP地址与发射机具有相同VLAN段的工控机上安装并配置发射机定时开关机程序：按照星期、时间、操作（开机或关机）、启用选项等编辑定时表，并输入发射机IP。

最后点击运行，与发射机通讯正常后可显示发射机的输出功率和驻波比等。应用此程序进行定时开关机时发射机处于遥控状态，否则不能正常使用。

3.2.2 监测系统

监测系统使用DGN-F型幅度监测仪，它是北京国广电科技有限公司研制的数字、模拟视音频综合监测仪，具有数字音频和模拟视音频幅度的采集、分析、显示、告警以及存储日志等功能。

DGN-F型幅度监测仪的产品特性：

1）采用分离式设计方案，由硬件和软件组成。硬件部分采用标准的2U机箱，由控制板和三种子板组成，三种子板包括：数字音频子板、模拟音频子板和模拟视频子板，控制板由现场可编程逻辑门阵列FPGA设计，具有高性能的数据处理能力；软件部分安装在专用工控机上，工控机与硬件部分之间通过TCP/IP协议连接接入局域网实现远程监测。

2）插板式结构设计方便安装、检修、子板更换。模拟音频子板、模拟视频子板、数字音频子板可以根据需求组合使用。同一部设备可以同时监测数字音频信号、模拟音频信号和模拟视频信号。

3）信号输入路数可选。单板中，数字音频子板可支持2路AES/EBU输入；模拟音频子板可支持4路模拟音频输入；模拟视频子板可支持4路模拟视频输入，整机最多可以扩展到8块单板。

4）提供16路平衡数字输入通道，32路非平衡模拟输入通道，16路视频BNC模拟视频通道。单机最多可同时监测16路数字立体声或者32路单声道音频信号，或者16路模拟视频和16路模拟音频。

5）具备停播监测、调幅度监测、闭环监测功能，当异常发生时能进行声光报警，并可人工解除报警。按照要求，需要监测卫星接收机的节目源信号以及发射机的输出信号。卫星接收机的模拟输出通过卡侬头直接连接监测仪的输入，采用多路音频接收器接收发射机信号，并通过音频分配器分别输出到监测器和监测工控机。整个系统的框图如下图2：

4 总结

五九四台调频机房技术改造后，调频发射机采用一主一备模式，节目源有两路并通过音频四选一自动选择可用信号，电力系统也通过发电机和UPS等措施加强外电保证，这些硬件设施保证了调频发射机不间断、高质量的播出；安装了发射机自动化及监测系统等软件，发射机可以定时自动开关机，可以监听监测播出节目质量。通过实地的节目收测，节目播出质量大幅度提高，满足西安地区用户对95.5MHz和103MHz节目的收听要求，提高五九四台安全播音工作的整体水平。

【参考文献】

[1]北京国广电科技有限公司 DGN-32F数字/模拟视音频幅度监测仪操作手册.

[2]哈里斯Flexiva FAX-HP Series 说明书.

[责任编辑：张涛]