广播发射台自动控制系统抗干扰技术分析

孙旭东

摘 要：广播发射机和天馈线系统作为广播发射台的重要组成部分，其不仅能够产生大功率高频能量，而且还会产生强电磁波辐射源，从而对发射台内的控制系统产生较大的干扰，不利于发射台设备运行的稳定性。为了确保发射台内设备和控制系统能够正常、稳定的运行，则需要采取有效的抗干扰措施。文章从发射台自动控制系统的干扰源入手，分别对抑制电源噪声和信号处理通道的抗干扰技术进行了具体的阐述。

关键词：发射台；自动控制系统；干扰源；抗干扰技术

前言

发射台内的发射机设备自动化主要依赖于微机控制系统来实现，因此需要确保系统自身元器件的质量，同时还要有效的对周围环境所带来的干扰进行控制，从而确保系统能够保持安全、可靠的运行。在对控制系统进行设计时，需要对干扰源进行深入分析，同时还要采取先进的抗干扰技术和措施，尽量减少干扰源对控制系统可能带来的干扰，从而保证发射台自动化控制系统运行的稳定性。

1 发射台自动控制系统的干扰源

1.1 电磁波干扰

发射台内的所有设备中，发射机作为最为核心的设备，同时也是自动控制系统的主要被控对象。发射机运行过程中会不断产生高频电能，而天馈线又作为强电磁波的发生体，这些高频干扰势必会对自动化控制系统正常运行带来较大的影响。而且一些功率较大的发射机附近的强电磁场中，无论是设备外壳还是导线都会有较大的感应电动势产生，从而对自动控制系统带来干扰。同时在继电器动作、电子管过流、闪烁及大电流触合断等过程中也会有瞬间脉冲干扰产生，而且脉冲干扰信号具有较宽的频谱，会直接影响自动化控制系统的正常运行，导致自动化系统程序出现失控现象。

1.2 信号通道接口引入的干扰

发射台内自动化系统、被控对象及其他外部设备之间都是通过信号通道来实现连接，因此在模拟量、开关量的取样输入及控制开关、模拟控制输出等中都会有干扰串入，长距离传输线及电路阻抗没有合理匹配等都会导致干扰信号串入，从而对自动化控制系统产生较大的干扰。

1.3 电源系统引入的干扰

在发射台电气系统中，多个设备共用同一个电源比较常见，如果自动控制系统与其他设备共用同一电源时，就会对自动控制系统造成一定的干扰，从而生产误动作，影响到发射台的正常运行。因为在电气设备中应用的元件多数都具有电感效应，在进行大电流切换的过程中，瞬间产生的过电压就会造成脉冲干扰。因为所有设备都是电源共地，所以脉冲电压会对自动控制系统产生干扰信号，从而影响到发射台的运行状态。

2 抑制电源噪声的抗干扰技术

2.1 采用交流稳压和直流稳压

当利用交流稳压时，能够对电源系统的过压和欠压情况起到有效的防范作用，在确保供电稳定性的同时，能够有效的提高系统运行的可靠性。而对于采取直流稳压时，则可以利用交流进线滤波器和输出滤波器利用无源滤波电路来对高频干扰信号进行抑制，这样可以有效的降低成本。对于低频噪声的抑制，通常采用有源滤波器即可达到抗干扰的目的。

2.2 用带屏蔽层的电源变压器

为了有效的防范高频干扰信号，对于电源变压器的性能应该更加完善，选择具有屏蔽功能的电源变压器，这样一方面可以防止高频干扰信号的入侵，另一方面能够有效的抑制尖峰电压以及浪涌电压所带来的干扰，在一定程度上对自动控制系统起到保护作用。

2.3 采用隔離变换器

运行中的系统对于信号的处理可以利用隔离变换器，同时利用单元供电，这样可以有效的抑制干扰现象。

2.4 配置去耦电容和去耦滤波器

为了达到去耦电和滤掉高次谐波，可以在电源输入端、电源走线末端及各关键部位上安装去耦电容和去耦滤波器，进一步改善供电质量。

2.5 加电源电压监视器

在了防止电源受到瞬态欠压或者瞬态脉冲的干扰，可以在电源处安装电压监视器，对通过电源的电压进行监视，一旦出现瞬态欠压或者瞬态脉冲时，能够及时的被监视器所感知，并且将复位脉冲发给单片机，防止单片机受到干扰而造成损坏。电源电压监视器还能够保护外部RAM存储器，保护信息的安全性，防止信息丢失。

3 信号处理通道的抗干扰技术

3.1 采用差动隔离放大器

为了有效的减少共模干扰进入到CPU控制系统中，则可以采用差动放大电路，同时利用隔离放大器来实现对信号进行隔离。特别是AD202隔离放大器芯片，其利用内部的调制和解调路来实现对信号进行隔离，具有较高的精度，共模抑制比较高，同时线性度也较好，在对信号隔离过程中，对于2kHz以下的输入信号隔离放大时能够有效的避免信号失真情况的发生。

3.2 采用光电耦合器件

光电耦合器件是把发光器件和光敏器件按适当的方式进行组合封装，实现以光信号为媒质的信号的传递。由于传递是通过光信号实现的，故没有直接的电信号的连接，没有共地点，也就隔离了干扰的传递途径。另一方面，光电耦合器件是一种能量传递器件，由于一般的强干扰虽然具有很大的幅度，但其作用时间都很短（如尖峰脉冲），它的能量通常是很小的，不足以使发光器件发光而产生电信号，所以光电耦合器件既能传递有用信息又能有效地抑制尖脉冲等各种噪声的干扰，可广泛应用于信号的A/D、A转换以及数字量输入、D输出通道的隔离中。在很多应用场合，由于模拟电路最怕外界的干扰，必须注意解决数字系统对模拟系统的干扰。如果要求不严，可以对数字地和模拟地进行合理的设置，从而减少干扰。在要求比较严格的情况下，应该在数字部分与模拟部分之间使用光电耦合隔离器件来降低干扰。

3.3 使用双绞线传输

可以利用双绞线进行信号传输，可能有效的减少共模干扰及电磁感应干扰，而且在信号源距离较近时，还具有较好的积风作用，因此利用双绞线进行传输能够有效的抑制电磁干扰。

3.4 阻抗匹配

对于远距离传输的数字信号，当阻抗不匹配时会有反射产生，导致信号失真。因此可以利用始终串联匹配阻抗，而用终端并联阻抗匹配、终端二级管嵌位匹配等来有效的对传输线中波形反射进行消除，从而有效的确保信号传输质量的提高，避免信号失真现象的发生。

4 结束语

发射台的运行状态直接关系到广播系统的播出质量，所以需要严格控制发射台的运行状况。自动控制系统是发射台中的重要组成部分，直接控制发射台中各部分设备的运行，而在自动控制系统中，各种电气设备的运行都会对其产生一定的干扰，影响到发射台的运行质量。由于干扰源较多，所以需要根据实际运行状况进行详细的调查分析，了解干扰源的性质，从而有针对性的制定防范措施，采取切实有效的方法防范干扰源的干扰，从而使发射台自动控制系统能够可靠稳定运行。

参考文献

[1]胡白雪.超高压及特高压输电线路的电磁环境研究[D].杭州浙江大学，2006.

[2]霍宏艳.高速动车组电磁骚扰源建模仿真分析[D].北京交通大学，2010.

[3]高诚德，王春光.短波发射天线系统维护方法探讨[J].中国科技信息，2010.