摘要： 本文针对播发射机测控系统总体设计进行分析，采用了分布式体系结构的思想对系统整体结构进行设计，将系统分为功放采集板、电源控制板、主控板和上位机等4部分，提高了系统的可靠性。选择51系列单片机作为系统各设备单元的微控制器。
关键词： 广播发射机；测控系统；总体设计
中图分类号TN934 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）53-0177-02
0 引言
广播发射机是将信号按一定频率发射的装置，广泛应用于广播、电视、雷达等各种民用、军用领域，主要可分为调频发射机，调幅发射机，光发射机等多种类型。广播发射机测控系统是作为广播发射机的监控装置，通过其与广播发射机的接口电路，实现对发射机的状态检测并且向发射机发出控制命令[1]。通过应用嵌入式技术，给广播发射机设计、安装微控制器，对广播发射机进行在线监控和检测，就能及时发现故障并处理，减轻了值机、维护人员的负担[2]。本文主要探讨了广播发射机测控系统总体设计相关问题。
1 调频广播发射机的结构
调频广播发射机主要由五部分组成：激励器、功率放大器、机内网络、风机和电源。如图1所示。
图1 广播发射机结构图
1）激励器。激励器又称（振荡器或频率合成器），它产生本机的载频，对来自外部或备份的载频激励信号进行自动切换，为发射机提供高稳定的载频信号，将节目音频信号调制成为射频信号；
2）功率放大器。功率放大器分为驱动前级、功率放大级和功率合成器三部分。驱动前级（射频末前级）是将激励源输出的载频信号放大至足以推动功率放大器的射频功率信号，保证射频功率放大器安全高效地工作；功率放大级（射频末级）是在模块化的射频功率放大器在调制信号的作用下，产生发射机所需的射频功率信号；功率合成器的任务是将功放模块产生的射频功率信号合成，实现发射机调幅波的射频功率输出，即产生大功率调幅广播信号；
3）机内网络。机内网络一般由带通滤波器和调配网络两部分构成。带通滤波器的任务是滤除不需要的音频带外谐波和杂波成分，完成功率合成器与额定输出阻抗的阻抗匹配：调配网络的任务是对偏离额定输出阻抗的天、馈线系统进行阻抗微调，使电压驻波比值接近最佳值，保证发射机能安全正常地运行；
4）电源。电源分为高压整流电源和低压整流电源。高压整流电源为射频功率放大器提供直流高压电源；低压整流电源（稳压电源），为发射机的微功率的前级部分提供低压电源；
5）风机。中小功率发射机的冷却均采用强迫风冷，完成发射机内部功率器件的散热，保证发射机工作的安全性和稳定性。
发射机的工作过程是：首先将调制信号（音频信号）送到激励器进行频率调制，产生射频信号。如果得到的已调信号的载频比发射频率低，还需要把它倍频或变频到发射频率。然后再经功率放大器放大到实际需要的功率，然后经机内网络进行处理，最后由同轴电缆把已调信号输送到发射机天线辐射出去。
2 系统整体方案设计
2.1 系统结构设计
为了使测控系统“危险分散”，提高系统的可靠性，本设计应用分布式体系结构的思想对系统整体结构进行设计，实现系统的分散控制与管理集中，将系统的数据采集工作按被测对象分为功放采集板和电源控制板两个模块（激励器的数据由其与主控板的通信获得），主控板对数据集中管理。将广播发射机测控系统分为功放采集板、电源控制板、主控板和上位机4部分。
系统各部分的功能如下：
1）功放采集板。功放采集板由其接口电路与广播发射机的功率放大器相连接，采集功率放大器的输出功率、电流等48路模拟量，判断功放插入信号、过热信号、过载信号和过激励信号的状态，将数据存储，与主控板通信实现数据的上传；
2）电源控制板。电源控制板与发射机的开关电源相连，采集开关电源工作电压、电流等6个模拟量和5个开关量，将开关电源的工作状态上传给主控板。电源控制板还是系统的输出控制单元，可以实现发射机的开关机操作和故障保护动作；
3）主控板。主控板与功放采集板、电源控制板和激励器通信，将系统的各个模块有机的结合在一起；
4）上位机。上位机与主控板通信，对下位机的状态进行实时监控显示，并将其数据存储。
2.2 微控制器的选择
根据广播发射机测控系统的技术要求，考虑到系统的功能要求、成本、体积、功耗等多方面因素，本设计运用嵌入式技术对广播发射机测控系统进行设计。
嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。
微控制器是嵌入式系统的核心，微控制器的选择需考虑应用的功能与性能要求，成本、功耗、易维护等因素，因此微控制器选择的根本原则是设计出满足应用的低成本产品。选择51系列单片机作为系统各设备单元的微控制器。
3 结论
本文详细介绍了调频广播发射机的结构，简述了发射机的工作过程，分析了广播发射机测控系统的技术要求。为了提高系统的可靠性，采用分布式体系结构的思想对系统整体结构进行设计，将系统分为功放采集板、电源控制板、主控板和上位机4部分，并对各个部分功能进行了介绍。选择51系列单片机作为下位机设备单元的微控制器，对于3kW广播发射机测控系统发展具有一定帮助。
参考文献
[1]佟明，党宏社，胡尊凤，等.RA8835在广播发射机测控系统中的应用[J].电视技术，2009，33(1).
[2]罗小青，陈艳，张娜娜.基于S3C44BOX的嵌入式广播发射机控制器设计[J].南昌航空大学学报：自然科学版，2010，24(2).
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