短波广播发射机计算控制系统环路接地问题的危害及解决思路

摘 要

近些年来，信息技术的飞速发展带动了广播电视技术的进步，这也使各基层台站实现了信息化、数字化、自动化的管理，极大促进了广播电视事业的发展。不过，随着各基层台站建设的不断深入，短波广播发射机计算控制系统的环路接地问题也越来越突出，从而严重阻碍了广播电视事业的发展，对短波广播发射机计算控制系统环路接地问题的解决已经迫在眉睫。为此，本文通过对短波广播发射机计算控制系统的接地方式进行探讨，深入分析了环路接地问题的产生原因，明确了环路接地问题的危害，以此探讨短波广播发射机计算控制系统环路接地问题的相关解决思路。

【关键词】短波广播发射机 计算控制系统 环路接地问题 危害

科学技术水平的发展，使广播电视事业得到了日新月异的发展，众多先进的电子设备也纷纷的被用于广播电视领域当中，但由于短波广播发射机的运行频率较高，这使其在运行过程中极易受到各种电子及微电子设备的影响，从而产生非常严重的电磁干扰问题，而电磁干扰问题又被称为环路接地问题。环路接地问题不仅极大影响了短波广播发射机计算控制系统的稳定性，也使广播电视节目的质量受到很大影响，甚至还会造成系统损坏。因此，采取相应的解决措施来消除环路接地问题具有十分重要的意义。

1 短波广播发射机计算控制系统的接地方式

在短波广播发射机中，其接地线主要由三个部分组成，分别是工作接地、保安接地与高频接地。工作接地与保安接地的作用是为了确保短波广播发射机能够安全运行，避免过大电流给人体带来伤害，在对工作接地与保安接地进行设置时，必须严格按照电力规定的流程及标准来进行布置。而高频接地的作用则是为了消除其他电子及微电子设备给其带来的电磁干扰问题，而在对高频接地进行布置时，必须要确保发射机具备良好的高频地电位。在短波广播发射器中应设置专用的地接线，要确保地接线能够从机箱末端的槽路中进行引出，使其能够与接地极进行稳定连接。此外，还要确保发射机的机箱中都要具备相应的保安接地。短波广播发射机之所以会产生环路接地问题，最主要的原因还是在于高频信号接地布置不合理造成的。因此，本文便对高频接地进行深入的探讨。

1.1 短波广播发射机计算控制系统环路接地问题的产生原因

在短波广播发射机计算控制系统中，之所以会产生环路接地问题，其中有很大一部分原因是由于高频信号接地布置不合理造成的，除此之外，交流电路与直流电路也会产生环路接地问题，即电磁干扰。高频接地的布置目的是为了消除电磁场对短波广播发射机的电磁干扰，这也使其成为消除电磁干扰问题的主要手段。众所周知，短波广播发射机计算控制系统的接地线是存在电压的，由于短波广播发射机在运行过程中的频率较高，这也使高频地线的阻抗也较大，根据欧姆定律公式来分析，当高频接地线的阻抗增大时，其内部的交流电阻会受到趋肤效应的影响，进而使电流汇聚到接地线的导体表面，这时电流的实际截面就会大大减小，使电阻进一步增加，电阻的增加会使接地线两端的电压明显增大，这时线路的两端就会形成电位差，从而造成电磁干扰现象，这也正是环路接地问题产生的根本原因。在短波广播发射机计算控制系统中，激励器、高频放大器及宽频装置都会对控制系统的环路接地问题产生重要影响。因此在进行高频接地布置时，必须要采用多点接地的方式来布置，以此降低和消除高频接地线中的分布电容与电感。

1.2 高频接地线的布置方法

短波广播发射机的频率普遍要超过1兆赫兹，如此大的运行频率，必然会产生严重的环路接地问题。因此在对高频接地线进行布置时，应采用多点接地的布置方式。所谓多点接地布置，就是将计算控制系统中的各个回路采用同一块接地平板来进行替代，之所以要进行这样布置，是因为高频接地线中的感抗和短波广播发射机的运行频率及地线的长度是成正比关系的，短波广播发射机的频率越高，则共地阻抗就会越大，共地阻抗的增大会进一步增加电位差，进而使环路地接问题更为明显，电磁干扰现象也就越严重。因此，在对高频接地线进行布置时，必须要确保高频地线的长度要尽可能的缩短，并且在对高频接地线进行多点接地时，还要尽可能的找出最低阻值的区域来进行接地。此外，环境中的杂散电容也极容易造成环路接地问题，而通过对高频接地线进行多点接地，能够有效消除杂散电容所带来的环路地接问题。

2 短波广播发射机计算控制系统环路接地问题的危害

由于短波广播发射机计算控制系统的运行环境较为复杂，各种电子设备及微电子设备众多，这就极容易发生环路接地问题，产生电磁干扰现象，因此在对短波广播发射机计算控制系统进行设计时，应对多个方面的因素进行充分考虑，以此尽量降低干扰环境给控制系统带来的不利影响。在短波广播发射机计算控制系统中，主要有两个大电流回路，如果系统中的某个回路中的电流超过另一个回路，就势必会对电流较低的回路造成电磁干扰。在控制系统中，传感器是嵌入到计算机控制系统当中的，传感器与计算机控制系统分别采用两个回路，其中計算机控制系统的接地是将安全地和电源进行连接的，而传感器的接地则是将其与大功率设备采用另一个电路和安全接进行连接的，这也使传感器和大功率设备共用一个回路。从理论角度进行分析，交流安全接地回路是不存在电流的，但实际上却并非如此，当交流安全电路被激活时，传感器中的微处理器与接地端的电压就会存在明显差异，进而形成电压差，电压差会造成计算机控制系统与传感器之间的电缆中产生接地环路电流，进而引发环路接地问题。环路接地问题的产生不仅会使计算控制系统出现较大误差，还会进一步造成系统的芯片损坏。

如果传感器接地回路与控制系统接地回路中的电位差过大，还有可能会造成控制系统的工作连接通路中断。而这还不是最严重的，当大功率设备运行时，会使接地回路中的电位差瞬间增大，进而形成电压浪涌，强大的电压会瞬间将控制系统中的驱动电路击穿，甚至还会造成系统的芯片发生爆裂，从而引发非常严重的火灾事故。除此之外，当系统中的直流接地出现电位差时，也会引发计算控制系统发生较大误差。例如，通过在短波广播发射机计算控制系统中的下位机与上位机利用同一根通信电缆进行连接，而下位机与上位机的电源插头却分别插在不同插座当中，这就极有可能造成直流接地产生电位差，进而引发环路接地问题，使系统信息出现明显误差。endprint

3 短波广播发射机计算控制系统环路接地问题的解决思路

3.1 对多点接地进行灵活布置

环路接地问题的产生最根本的原因在于设备间的地线中存在电位差，并且设备自身所处的电磁场环境。因此为了消除控制系统的环路接地问题，就必须对高频地线进行灵活的多点接地布置，在进行多点接地布置时，应尽量减少高频地线的长度，并且需要找出低阻值地点来进行地线接地，尽量避免在杂散电容环境中进行接地，以此最大限度的减小地线阻抗，降低电磁环境及其他设备的干扰电压，从而达到消除环路接地问题的目的。

3.2 采用物理隔离手段消除环路接地问题

仅仅通过高频地线的多点接地是难以对环路接地问题进行消除的，因此必须采取相应措施来对干扰问题进行屏蔽与隔离。我们可通过对趋肤效应的利用，来通过物理手段对电磁干扰进行隔离。可以通过对短波广播发射机计算控制系统的接地方式进行改变，将机箱中的地线与其他机箱进行连接，通过与之相连机箱的接地来达到隔离的效果。此外，还可以通过在系统线路中设置光耦合器件、隔离变压器等方式来实现对电磁环境的隔离。还可以通过将导电性能良好的金属，如铜、铝等金属制作成隔离容器，将需要进行隔离的电路放到隔离容器当中，以此达到隔离效果。

3.3 传输模式与通信模式的改变来消除环路接地问题

短波广播发射机计算控制系统需要经常对信号进行传输，而由于其所处环境复杂、电子设备较多等原因，致使常常发生环路接地问题。因此，为了进一步消除環路接地问题，应对传输模式与通信模式进行改变，在进行远距离的信号传输时，应通过光纤电缆接口的使用来避免电器连接与共地问题。而在近距离的信号传输时，可以通过光电隔离式串行通信模式的应用来消除。此外，还要明确规定大功率设备严禁与其他安全接地回路进行共用，以此降低电压浪涌给系统造成的损失。

4 结语

总而言之，广播电视事业直接关系到社会的民生发展，而其技术含量也非常高，因此，为了确保其能够为民众提供更加优质的服务，就必须采取相应措施来消除环路接地问题，以此确保短波广播发射器计算控制系统能够得以稳定、可靠的运行，进一步推动广播电视事业的发展。

参考文献

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[2]杨勇.关于广播发射系统接地问题的探讨[J].科技传播，2014，6（24）：97+101.

[3]王佑兴，黄永莉.系统接地的构想与设计[J].内蒙古广播与电视技术，2015，32（01）：69-70.

作者简介

聂全民（1976-），男，陕西省宝鸡市人。工程师。国家新闻出版广电总局724台机房副主任。研究方向为短波发射机传输与发送。

作者单位

国家新闻出版广电总局724台 陕西省宝鸡市 721000endprint