廣播發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)抗干擾技術分析

孫旭東

摘 要：廣播發(fā)射機和天饋線系統(tǒng)作為廣播發(fā)射臺的重要組成部分，其不僅能夠產生大功率高頻能量，而且還會產生強電磁波輻射源，從而對發(fā)射臺內的控制系統(tǒng)產生較大的干擾，不利于發(fā)射臺設備運行的穩(wěn)定性。為了確保發(fā)射臺內設備和控制系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定的運行，則需要采取有效的抗干擾措施。文章從發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)的干擾源入手，分別對抑制電源噪聲和信號處理通道的抗干擾技術進行了具體的闡述。

關鍵詞：發(fā)射臺；自動控制系統(tǒng)；干擾源；抗干擾技術

前言

發(fā)射臺內的發(fā)射機設備自動化主要依賴于微機控制系統(tǒng)來實現，因此需要確保系統(tǒng)自身元器件的質量，同時還要有效的對周圍環(huán)境所帶來的干擾進行控制，從而確保系統(tǒng)能夠保持安全、可靠的運行。在對控制系統(tǒng)進行設計時，需要對干擾源進行深入分析，同時還要采取先進的抗干擾技術和措施，盡量減少干擾源對控制系統(tǒng)可能帶來的干擾，從而保證發(fā)射臺自動化控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

1 發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)的干擾源

1.1 電磁波干擾

發(fā)射臺內的所有設備中，發(fā)射機作為最為核心的設備，同時也是自動控制系統(tǒng)的主要被控對象。發(fā)射機運行過程中會不斷產生高頻電能，而天饋線又作為強電磁波的發(fā)生體，這些高頻干擾勢必會對自動化控制系統(tǒng)正常運行帶來較大的影響。而且一些功率較大的發(fā)射機附近的強電磁場中，無論是設備外殼還是導線都會有較大的感應電動勢產生，從而對自動控制系統(tǒng)帶來干擾。同時在繼電器動作、電子管過流、閃爍及大電流觸合斷等過程中也會有瞬間脈沖干擾產生，而且脈沖干擾信號具有較寬的頻譜，會直接影響自動化控制系統(tǒng)的正常運行，導致自動化系統(tǒng)程序出現失控現象。

1.2 信號通道接口引入的干擾

發(fā)射臺內自動化系統(tǒng)、被控對象及其他外部設備之間都是通過信號通道來實現連接，因此在模擬量、開關量的取樣輸入及控制開關、模擬控制輸出等中都會有干擾串入，長距離傳輸線及電路阻抗沒有合理匹配等都會導致干擾信號串入，從而對自動化控制系統(tǒng)產生較大的干擾。

1.3 電源系統(tǒng)引入的干擾

在發(fā)射臺電氣系統(tǒng)中，多個設備共用同一個電源比較常見，如果自動控制系統(tǒng)與其他設備共用同一電源時，就會對自動控制系統(tǒng)造成一定的干擾，從而生產誤動作，影響到發(fā)射臺的正常運行。因為在電氣設備中應用的元件多數都具有電感效應，在進行大電流切換的過程中，瞬間產生的過電壓就會造成脈沖干擾。因為所有設備都是電源共地，所以脈沖電壓會對自動控制系統(tǒng)產生干擾信號，從而影響到發(fā)射臺的運行狀態(tài)。

2 抑制電源噪聲的抗干擾技術

2.1 采用交流穩(wěn)壓和直流穩(wěn)壓

當利用交流穩(wěn)壓時，能夠對電源系統(tǒng)的過壓和欠壓情況起到有效的防范作用，在確保供電穩(wěn)定性的同時，能夠有效的提高系統(tǒng)運行的可靠性。而對于采取直流穩(wěn)壓時，則可以利用交流進線濾波器和輸出濾波器利用無源濾波電路來對高頻干擾信號進行抑制，這樣可以有效的降低成本。對于低頻噪聲的抑制，通常采用有源濾波器即可達到抗干擾的目的。

2.2 用帶屏蔽層的電源變壓器

為了有效的防范高頻干擾信號，對于電源變壓器的性能應該更加完善，選擇具有屏蔽功能的電源變壓器，這樣一方面可以防止高頻干擾信號的入侵，另一方面能夠有效的抑制尖峰電壓以及浪涌電壓所帶來的干擾，在一定程度上對自動控制系統(tǒng)起到保護作用。

2.3 采用隔離變換器

運行中的系統(tǒng)對于信號的處理可以利用隔離變換器，同時利用單元供電，這樣可以有效的抑制干擾現象。

2.4 配置去耦電容和去耦濾波器

為了達到去耦電和濾掉高次諧波，可以在電源輸入端、電源走線末端及各關鍵部位上安裝去耦電容和去耦濾波器，進一步改善供電質量。

2.5 加電源電壓監(jiān)視器

在了防止電源受到瞬態(tài)欠壓或者瞬態(tài)脈沖的干擾，可以在電源處安裝電壓監(jiān)視器，對通過電源的電壓進行監(jiān)視，一旦出現瞬態(tài)欠壓或者瞬態(tài)脈沖時，能夠及時的被監(jiān)視器所感知，并且將復位脈沖發(fā)給單片機，防止單片機受到干擾而造成損壞。電源電壓監(jiān)視器還能夠保護外部RAM存儲器，保護信息的安全性，防止信息丟失。

3 信號處理通道的抗干擾技術

3.1 采用差動隔離放大器

為了有效的減少共模干擾進入到CPU控制系統(tǒng)中，則可以采用差動放大電路，同時利用隔離放大器來實現對信號進行隔離。特別是AD202隔離放大器芯片，其利用內部的調制和解調路來實現對信號進行隔離，具有較高的精度，共模抑制比較高，同時線性度也較好，在對信號隔離過程中，對于2kHz以下的輸入信號隔離放大時能夠有效的避免信號失真情況的發(fā)生。

3.2 采用光電耦合器件

光電耦合器件是把發(fā)光器件和光敏器件按適當的方式進行組合封裝，實現以光信號為媒質的信號的傳遞。由于傳遞是通過光信號實現的，故沒有直接的電信號的連接，沒有共地點，也就隔離了干擾的傳遞途徑。另一方面，光電耦合器件是一種能量傳遞器件，由于一般的強干擾雖然具有很大的幅度，但其作用時間都很短（如尖峰脈沖），它的能量通常是很小的，不足以使發(fā)光器件發(fā)光而產生電信號，所以光電耦合器件既能傳遞有用信息又能有效地抑制尖脈沖等各種噪聲的干擾，可廣泛應用于信號的A/D、A轉換以及數字量輸入、D輸出通道的隔離中。在很多應用場合，由于模擬電路最怕外界的干擾，必須注意解決數字系統(tǒng)對模擬系統(tǒng)的干擾。如果要求不嚴，可以對數字地和模擬地進行合理的設置，從而減少干擾。在要求比較嚴格的情況下，應該在數字部分與模擬部分之間使用光電耦合隔離器件來降低干擾。

3.3 使用雙絞線傳輸

可以利用雙絞線進行信號傳輸，可能有效的減少共模干擾及電磁感應干擾，而且在信號源距離較近時，還具有較好的積風作用，因此利用雙絞線進行傳輸能夠有效的抑制電磁干擾。

3.4 阻抗匹配

對于遠距離傳輸的數字信號，當阻抗不匹配時會有反射產生，導致信號失真。因此可以利用始終串聯匹配阻抗，而用終端并聯阻抗匹配、終端二級管嵌位匹配等來有效的對傳輸線中波形反射進行消除，從而有效的確保信號傳輸質量的提高，避免信號失真現象的發(fā)生。

4 結束語

發(fā)射臺的運行狀態(tài)直接關系到廣播系統(tǒng)的播出質量，所以需要嚴格控制發(fā)射臺的運行狀況。自動控制系統(tǒng)是發(fā)射臺中的重要組成部分，直接控制發(fā)射臺中各部分設備的運行，而在自動控制系統(tǒng)中，各種電氣設備的運行都會對其產生一定的干擾，影響到發(fā)射臺的運行質量。由于干擾源較多，所以需要根據實際運行狀況進行詳細的調查分析，了解干擾源的性質，從而有針對性的制定防范措施，采取切實有效的方法防范干擾源的干擾，從而使發(fā)射臺自動控制系統(tǒng)能夠可靠穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]胡白雪.超高壓及特高壓輸電線路的電磁環(huán)境研究[D].杭州浙江大學，2006.

[2]霍宏艷.高速動車組電磁騷擾源建模仿真分析[D].北京交通大學，2010.

[3]高誠德，王春光.短波發(fā)射天線系統(tǒng)維護方法探討[J].中國科技信息，2010.