中波发射控制台操作开关的一体化设计

黄楚勇

摘要：中波发射控制台作为发射系统的组成部分，在实际应用中主要起控制信号和监听信号的作用，为发射系统的正常运行和安全播出提供了可靠的保障。针对中波发射控制台的具体应用情况和对安全播出应急切换及信号监听的需求，提出了一种对中波发射控制台操作开关一体化设计的方案，操作开关采用旋转式三刀三档波段开关和两开两闭自锁带灯金属按键开关，将其封装在一个机箱中。该方案有效消除了传统控制台操作开关的弊端，具备实用性、可操作性、美观性和便于维护检修等优点。

关键词：控制台；操作开关；一体化

中图分类号：TN934.1 文献标识码：A

0 引言

根據国家要求，中波发射控制台（简称“控制台”）在执行播出任务时，不允许出现停播和错播安全事故。为保证播出任务的顺利执行，需要设置多个信号源作为应急备用信号。通常情况下，值班员主要通过控制台的监听开关对传输信号及播出信号进行监听，当传输信号出现故障时，值班员必须以最短时间通过应急开关切换备用信号源，使播出信号恢复正常，然后再排查故障。因此，控制台主要起到控制信号和监听信号的作用，对保障安全播出十分重要，尤其对于发射功率大、发射频率高的台站来说尤为突出[1]。而调幅广播发射机并没有成品的控制台与之配套，需要根据具体需求对标准控制台机架面板进行加工改造，同时将操作开关安装在机架面板上，改造后的控制台必须具备实用性、可操作性和美观性的特点，这对加工者的手艺以及设计理念提出较高的要求。此外，传统中波发射控制台操作开关较多采用摇臂开关，虽然操作方便，但容易出现误触碰的情况，一旦不小心发生误拨造成长时间的停播，后果不堪设想。同时，由于控制台内部空间有限，且电路接线较多，极不便于安装和维修。因此，对控制台的操作开关进行一体化设计可以有效避免加工过程中因操作不当损坏面板的情况，降低误操作概率，同时可减少过多的开关按键接线带来的杂乱感，对控制台后期维护检修十分有利。

1 信号源系统

中波发射台信号源系统作为中波广播传输链路的首要环节，保证其高质量、稳定性是实现安全优质播出的先决条件[2]。它主要由主备卫星信号及其控制传输链路组成，其结构包括信号接收单元、音频切换与处理单元、信号传输监测单元、信号控制监听单元和信号源供电单元[3]。

（1）信号接收单元：包括卫星接收天线、高频头、传输同轴电缆和数字卫星接收机。卫星接收天线接收上行卫星信号，反射到馈源上，经波导管传给高频头，然后通过传输电缆送入卫星接收机进行处理，最后输出音视频信号及数据[4]。

（2）音频切换与处理单元：主备音频信号及1 kHz 垫播信号同时送至音频切换器进行选择切换，并将其中一路信号作为传输信号输出，然后将该信号送至音频处理器进行信号的预处理，实现信号的自动延时控制、自动峰值衰减、噪声处理以及压缩失真等音频控制效果[5]，最后输出满足发射机调幅要求的音频信号。

（3）信号传输监测单元：根据需求，在音频信号传输过程中加入音频分配放大器，实现一分多路音频的输出，同时可对信号进行放大和处理；加入音频播出切换器，实现对节目内容的播出前预监，减少人为的失误操作；加入音频故障报警器，实现多部发射机播出信号的同时监测，通过提示音报警提醒值班员处理故障；加入监听监看慢录系统，实现对多路信号源和播出信号的实时监测、监听和预警，同时可存储部分数据，节约大量人力成本，降低劳动强度。

（4）信号控制监听单元：该单元主要位于控制台，由切换开关和按键开关组成，便于操作。值班员通过切换开关和按键开关对传输信号、垫播信号和播出信号进行切换与监听，同时实现信号的应急处理。

（5）信号源供电单元：信号源供电为稳压电源+ 不间断电源（UPS）双供电方式。正常工作时，双电源自动切换开关选择稳压电源向负载供电，同时给UPS 供电电池充电；当外部稳压电源出现故障断路时，切换开关自动选择UPS 向负载供电，实现信号源系统24 小时无间断供电，保障信号安全。

信号源流程如图1 所示，虚线方框内部为控制台操作开关部分。

2 总体设计原则

由上述可知，对传统控制台进行优化改造，必须满足以下3 个方面的性能特点。

（1）电气性能方面：对控制台操作开关的一体化设计应保证发射机的各项技术指标不变；具备独立性，即一体化后不同的机箱要相互独立，同一个机箱的不同开关互不干扰；抑制外来干扰能力要强；避雷及各类防护、保护措施要完善；各种操作控制要简便。

（2）机械性能方面：总金属框架及结构要合理、稳定、美观、实用且方便操作；尺寸要符合控制台原机架面板规格；可根据需求增减相应的开关和机箱数量，具备一定的可扩展性；方便维护和检修。

（3）经济实用性方面：一体化设计应尽可能节省成本，价格合理。具有较好的性价比，设计面向实际，注重实效，坚持实用、经济的原则，充分合理利用现有设备资源，以节省开支。

3 总体外观结构

中波发射控制台整体结构主要由外部框架、台面、托盘、抽屉、机架面板等部分组成。控制台的操作开关通常安装于机架面板上，便于操作。因此，对操作开关进行一体化设计后，将由机箱替代原来的机架面板，将其嵌入控制台。

根据实际使用，控制台操作开关由应急切换开关和监听开关两个部分构成。一组应急切换开关由1 个信号切换开关和3 个LED 金属指示灯组成，可用于将信号切换到三路不同的信号源上。一组监听开关由2 个金属按键开关组成，可用于监听两路不同的信号。

根据信号源数量、机箱空间大小、开关尺寸及输入输出端口尺寸大小，该设计采用3 组应急切换开关和监听开关，将其封装在一个机箱中。

为使机箱具备较好的屏蔽性和一定的防雷效果，机箱外壳需要设计可接地螺丝，用于保护内部电路设备。

该设计选用机架式19 in（1 in ≈ 2.54 cm）标准4U 机箱，镀锌钢材质，尺寸为450 mm×482 mm×1 778 mm（深× 宽× 高），箱体厚度1.2 mm。机箱正面板安装信号切换开关、LED 金属指示灯和金属按键开关，机箱背面板安装卡侬公头和卡侬母头插拔接口及220 V 电源三角插口，如图2 所示。

4 控制台操作开关装置内部电路

根据上述设计方案，将应急切换开关、监听开关、卡侬头接口、电源接口分别安装固定在机箱正背面，对机箱内部电路进行接线，最后连接输入输出信号和220 V 电源即可使用。

为了更好地实现以上功能，信号切换开关需具备操作简单、耐用性强和防误触碰等特点，因此选用旋转式三刀三档波段开关替换传统的摇臂开关，配合3 个LED 金属指示灯以区分每个档位。指示灯采用12 V 开关电源供电，将开关电源安装固定在机箱内部侧板上。信号切换开关的3 个档位分别连接传输信号、空信号和1 kHz 垫播信号，指示灯颜色分别对应蓝色、红色和黄色，通过指示灯的亮灭可判断正在播出的信号来源。应急切换开关的内部连接如图3 所示。

在该设计中，两个监听开关分别用于监听传输信号和播出信号，以确保节目的正常播出，由于监听开关是较为常用的操作开关，需要具备操作简单和使用寿命长等特点。因此，选用两开两闭自锁带灯金属按键开关为监听开关，替换传统的摇臂开关。按键开关的灯光电路由12 V 电源电压供电，可从12 V 开关电源获取。监听传输信号选用蓝色灯光，监听播出信号选用绿色灯光加以区分。监听开关的内部连接如图4 所示。

在机箱内部电路连接完毕后，为保证机箱整体的屏蔽效果和安全性，需将机箱外壳的接地螺丝进行接地保护。虽然控制台外部框架为金属结构，安装时已与接地铜条连接，但框架外部的渡漆层会大大降低接地效果，因此采用黄—绿双色标识接地线将机箱外壳接地螺丝和接地铜条直接连接，确保机箱安全性能。

5 结论

传统中波发射控制台操作开关在安装过程中容易损坏控制台机箱面板，控制台内部有限的空间也给安装和维护带来很大的不便，在实际使用中也产生了一定的安全隐患。综上所述，将中波发射控制台操作开关进行一体化设计，可以将控制台的主要功能集成于独立的机箱中，同时采用安全性更高的操作开关，并根据需求对操作开关进行增减和布局，加工方便，大大提高了控制台的美观程度，减少了大部分的外部线路连接，给后期维护带来很大的便利，进一步提高了控制台保障安全播出的重要作用，对台站建设和改造具有一定的参考价值。

参考文献

[1] 陈克军. 调频发射机控制台的设计与实践[J]. 西部广播电视，2003（6）：49-52.

[2] 王刚. 中波台信号源系统的升级与改造[J]. 电子世界，2021（16）：11-12.

[3] 吴云霞. 中波台音频信号源保障及控制系统的设计[J].电声技术，2021，45（3）：72-74.

[4] 范雯雯. 对中波广播發射机信号源系统的分析[J]. 辽宁广播电视技术，2020（4）：49-51.

[5] 张志宏. 信号源接收和音频切换控制系统在中波广播发射台的应用[J]. 数字技术与应用，2019，37（3）：8，10.