中波发射机音频信号智能切换系统改造

姜 松

（吉安八〇二台，江西 吉安 343000）

0 引 言

广播电视信号发射台的功能是利用卫星锅获取卫星信号，利用高频接收头对卫星信号进行放大，再利用卫星接收机便可以将广播电视节目信号转换成音视频信号，将该信号输入到广播发射机的音视频信号接口处；通过发射机内部音视频处理电路，与发射机内部激励器等设备一起推动发射机功放，使其对音视频信号进行放大，最后通过天线将该信号辐射出去。这样，在广播电视信号覆盖的区域，人们就可以通过电视、收音机等设备接收到相应的广播电视节目[1]。由于卫星锅以及高频接收头常年放在室外，风吹雨晒，难免会出现问题。一旦卫星接收头出现问题，将无法对卫星信号进行放大，就会导致卫星接收机没有信号输入，从而使发射机无法获取到广播电视音视频信号，发射机发射出去的信号就没有载波，因此，电视、收音机等设备就无法收听到相关节目。为了解决这一问题，杜绝因卫星信号出现故障而导致停播事故的发生，现采用一款4 音频信号输入与输出音频切换器，对吉安八〇二台中波发射机的音频信号系统进行改造，从而实现中波音频信号自动切换功能。

1 中波台发射系统结构组成

一个中波发射台要完成卫星节目信号的转播任务，必须具备一台中波发射机、一个卫星锅、高频头、一台卫星接收机以及一座铁塔天线系统[2]。如今，各地的广播电视节目都是先上传至卫星，人们通过接收卫星信号来获取相应的节目，中波转播台的任务就是利用卫星锅来获取卫星广播电视信号，并通过高频头对信号进行放大。由于获取过来的信号不是音频或视频信号，不能直接播出，因此需要对信号进行解码，需要利用卫星接收机将获取过来的卫星信号进行解码，将其转换成视频与广播声音信号。而中波广播台所转播的信号都是广播信号，因此，只需要通过卫星接收机获取到相应节目的音频信号即可。由于获取过来的音频信号比较弱，同时也存在一些噪声与干扰，因此，需要先将该音频信号输入到发射机进行音频处理。对于全固态PDM 中波发射机，通过脉宽调制电路板对音频信号进行处理；对于DAM 数字中波发射机，则需通过A/D 转换器，对模拟音频信号进行转换。音频信号处理完毕后，会与发射机内部的激励器一起推动各功放工作，对信号进行放大，再利用合成器将各个功放输出的功率进行合成，然后经过天线匹配网络与天线匹配成50 Ω，再将信号通过天线辐射出去。中波转播发射机系统的主要框架如图1 所示。

图1 中波广播发射系统整体框图

2 音频切换器简介

吉安八〇二台使用的音频切换器的型号为MD0401A。该音频应急切换器有4 路（主路信号、备用1、备用2、备用3）音频信号输入和4 路音频信号输出（输出1、输出2、输出3、输出4），这4 路输出的音频信号是完全一致的，彼此之间不会相互影响。对于音频切换器的输入信号，优先选取主路音频信号作为设备的输入信号，一旦主路信号出现问题，则启用备用1 输入信号，其优先级为主路输入信号→备用1 输入信号→备用2 输入信号→备用3 输入信号。此外，该音频切换器还具有手动和自动切换功能，可通过手动/自动按键对音频切换器进行设置，还可设定音频信号采集的时间间隔。假设设定时间为10 s，当主路信号没有音频输入时，音频切换系统一旦检测到没有音频信号，会先进行定时，如果在10 s 内依然没有检测到主路输入的音频信号，则系统会自动切换到备用信号。该音频自动切换器的实物如图2 所示。

图2 音频自动切换器实物

3 中波发射机音频自动切换系统安装

根据吉安八〇二台中波发射机的数量，利用音频切换器改造中波音频智能自动切换系统。吉安八〇二台有中波发射机3 台，卫星锅4 个，其中3个锅（两大一小）是从中星6B 上获取卫星信号，两个大锅则用于调频广播，小锅则用于获取中央一套广播信号。另外还有一个小锅用于获取中星9B 信号，也可以获取中央一套广播信号，还有一个网络机顶盒，可通过网络机顶盒也可获取一套中央广播信号。每个中波发射机都需要有一路音频信号线输入。而MD0401A音频切换器有4路音频信号输入、4 路音频信号输出，在本系统中，只用到了其中的三路信号，还有一路输入信号处于悬空状态，一路输出信号也处于悬空状态。通过设计，构建广播发射机音频自动切换系统的整体框架如图3 所示。

图3 中波发射机音频自动切换系统架构图

手动设置音频切换器处于自动状态。在自动状态下，该切换器优先选择主路信号作为其输入信号，其次选择备用1 路信号，最后是备用2 路信号作为输入信号。由于卫星锅接收到的卫星信号强度比较大，同时信号质量比较好，信号不存在滞后性。因此，使用中星6B 的小锅信号连接到卫星接收机1 上，通过调节卫星接收机，使其输出中央一套广播音频信号，将卫星接收机1 输出的音频信号作为音频切换器的主路音频输入信号。然后将中星9B 小锅信号接到卫星接收机2，同样调节卫星接收机，使其输出中央一套广播信号并接入到音频自动切换器的备用1 信号接口。最后，将网络信号线连接到机顶盒，利用遥控器调节机顶盒的广播节目，使其产生中央一套广播音频信号，再将其接入音频自动切换器的备用2 接口。这样便完成了音频自动切换系统的音频输入信号的改造[3]。由于音频切换器有4 个音频输出接口，每个音频输出接口之间相互独立，互不干扰，但是输出的音频信号完全一致。而台站有3 台中波发射机，播出的都是中央一套节目。为此，选择音频切换器其中3 路音频输出信号，并将其分别接到三台中波发射机上。这样便完成了音频信号自动切换系统的安装工作。安装后的实物如图4 所示。

图4 音频自动切换系统组装后的实物图

4 系统功能测试

完成中波发射机音频自动切换系统的组装后，对自动切换系统的功能进行测试。音频切换器具有自动和手动两种模式，在两种模式下分别进行测试。

在手动模式下，按下音频切换器上的音频输入信号通道按钮，依次选择主输入信号、备用1 输入信号、备用2 输入信号以及备用3 输入信号，音频切换器输出的信号都与所选输入信号的音频保持一致，且发射机所发射出去的信号通过收音机接收后，与音频输入的信号保持一致[4]。

在自动模式下，当中星6B 小锅信号（主路信号）正常时，发射机所发射出来的信号通过收音机监听后，与主路输入音频信号保持一致；将接收机1 与音频切换器音频线断开，音频切换系统能瞬间检测到，同时会进行报警，如果在10 s 内主路音频信号没有接上，则音频切换系统会自动跳转使用备用1 路的音频信号。如果备用1 路音频信号线也断开后且10 s 内没有恢复，则系统会自动切换使用备用2 路的音频信号。如果在10 s 内能够恢复原音频信号，则系统不会出现跳转。

通过测试，改造后的中波发射机音频自动切换系统能实现一路主路信号、两路备用信号之间的自动切换。同时，音频切换系统的4 个音频输出接口的信号是一致的，且互不干扰。改造工作达到了中波发射机音频信号自动切换的初衷，能够有效地保障安全播出。

5 结 语

人工监听音频信号以及人工进行音频信号切换的方式，不仅会增加值班监听人员的工作压力，同时，即使发现了问题，通过人工切换也需要一定的时间，无法避免停播事故的发生[5]。使用中波音频信号自动切换系统，可实时监听各路音频输入信号，一旦发现正在使用的音频输入信号出现问题，系统会自动切换成备用音频信号，实现无缝切换，有效地降低了值班人员的工作压力，很好地保障了安全播出，具有非常重要的现实意义。