广播发射台自动控制系统抗干扰技术研究
孙伟峰+王淼儿+李文龙
摘 要：发射机与天馈线系统是广播发射台最为重要的组成，不但能产生高频能量，且还能形成强电磁波辐射源，而这都会广播发射台自控系统带来很大干扰，对发射台设备的稳定运行带来极大影响。为保证广播发射台设备和及自控系统的稳定、安全、正常运行，必须则应用针对、有效抗干扰技术。本文从广播发射台自控系统干扰源出发，对现阶段抗干扰技术进行分析和总结。
关键词：广播发射台；自控系统；抗干扰
广播发射台中的发射机自动化需要依靠微控系统达成，所以不但确保自控系统元件质量，还需要周边环境产生的干扰进行有效控制，以保证自控系统能安全、稳定运行。这就需要设计自控系统时，要对有关干扰源有全面了解，并采取针对性抗干扰技术及方法，最大限度减少干扰源带来的不利影响，进而确保发射台自控系统运行的可靠性和稳定性，充分保障广播信号质量。
1 广播发射台自控系统干扰源
1.1 电磁波干扰
发射机在实际运行中会持续产生高频电能，同时天馈线是强电磁波的一个发生体，这类高频干扰势必然会对发射台自控系统运行产生较大影响。且某些功率的发射机周边的强电磁场内，不管是设备外壳，还是导线均会产生较大的感应电动势，进而对自控系统产生干扰。同时，继电器动作、电子管过流及大电流触合或者断等能够产生瞬间脉冲干扰，且其信号为较宽频谱，对发射台自控系统运行带来直接影响，不利于设备的稳定运行。
1.2 信号通道接口引入干扰
发射台内部的自动化装置、控制对象及有关设备间均依靠信号通道完成连接，所以在模拟量、开关量取样输入和控制开关、模拟控制输出等过程中均存在干扰串入，特别是长距离线路、电路阻抗未能合理匹配均会造成干扰信号串入，进而对发射台自控系统带来干扰。
1.3 电源引入干扰
广播发射台的电气装置中，共用电源是相对常见的，如自控系统和其它设备同用一个电源时，对自控系统会带来较大干扰，而出现误动作，直接影响到整个发射台运行。原因在于电气设备内的元件大部分是存在电感效应，在大电流切换中，在瞬间形成的过电压会带来脉冲干扰，而脉冲电压会对自控系统产生干扰。
2 抗干扰技术分析
2.1 硬件方面
在应用硬件抗干扰技术前，必须对干扰源有一个全面分析，要明确受干扰部位，然后才能采取针对、有效技术，主要这几种技术：
（1）屏蔽技术，应用金属盒把自控设备屏蔽是抗电磁波干扰最为常用，也是最有效的一个技术。一般有两种屏蔽方式，一是电屏蔽。比如：铜、铝等导电材料；二是磁屏蔽。比如：铁、铁镍合金等导磁材料。前种主要用于高频电磁场，后种主要用于低频电磁场。对要求较高、低频电磁场要实现良好屏蔽场地，可用多种金属材料形成多层屏蔽。比如：在发射机房，因具有很强的电磁场，在内、外层应应用铜网，同时要妥善接地，要不然不能发挥屏蔽效用，还反而成为电磁波经过载体。
（2）滤波技术，就这是抗高低频干扰一种重要技术。可在微型计算机电源接口处加装较大容量电解电容，如此和高频电容形成串联，充当电源去耦滤波，还可加装一个滤波网络。发射台内部自控系统及设备一般是由多个电路板构成，因而可在每个电路板装配稳压块，以构成独立供电系统，可有效防御板间干扰。自控系统及相关设备的电源进线需外设接口，所有控制继电器需要接上高频旁路电容。在模拟量入口处加装退耦电路能有效降低干扰。滤波电容引线尽量要短，且要装于需滤波之处。
（3）接地技术，正确接地能达到良好的抗干扰效用。对于地线，必须科学布置，避免成环路。自控系统的模拟、屏蔽等地线必须分开，均直接接到系统地线。如此可有效避免应用公共地线带来的干扰。对于多芯通信电缆，需要选定一芯作为专门的通信地线，不需要在屏蔽层建立回路，如此可降低发射机的电磁干扰。对于自控系统地线要选用宽铜带并要独立埋设，不得借用其他地线。
（4）隔离技术，这是一种把干扰源和受干扰区域隔开达到抗干扰的技术。主要用这几种方式：一是变压器隔离，一般是用来隔离电源与模拟量。比如：电源输入处应用1：1隔离变压器，让自控系统和外电网不能共地，以抗电网带来的干扰。此外，应用模拟量隔离放大器能够让模拟量的输入和输出处和电源隔离。二是继电器隔离，常用于数字量传输、电源隔离等方面。继电器触点可承受较大电流，能实现功率驱动。三是光电隔离，这是一种效果更高的方式。基于其开关特性可实现数字量传输，也可应用光电耦合器线性区，对模拟信号实现进项传送。原因在于光电耦合器体小，成本较低，易实现；且发光二极管动态内阻较小，但干扰源内阻通常较大，因此可送至光耦输入端干扰信号极弱，进而达到抗御干扰的目的。
2.2 软件方面
在单一应用硬件技术很难达到理想的抗干扰效果时，或一些硬件抗干扰技术操作复杂、运作成本高，难易实现的，可应用专业软件技术来达成抗干扰目的。所以，为提高发射台自控系统的抗干扰效用，可采取软、硬件技术结合方式。当前，常用的软件抗干扰技术有这几种：
（1）软件的自诊断。在进行程序编制时，将自控系统操作空余时间充分应用好，对计算机CPU运行状态开展自检，同时对各接口的状态开展检查，如此在运行参数发生错误或异常时，能够第一时间发出报警，便于人工及时查检。
（2）采样数字滤波。即通过既定程序来算出降低干扰在整体信号中的占比。比如：提高模拟量采样次数，然后对采样值科学排序，再将最大和最小两个值去掉，算出平均数，如此可有效减少随机脉冲产生的干扰，获取到相对稳定取样值。
（3）设中断程序。自控系统程序在执行中会受干扰而无法正常运行，原因在于干扰对CPU的程序计数器运行造成破坏。基于此，可在用户程序多处设恢复程序段，即中断程序。一旦进入该程序，可让系统恢复到正常状态。
3 结语
总之，在对干扰源进行系统分析基础上，采取针对性软、硬件结合方法能够有效减少或消除高频能量的干扰，使广播发射台自控系统能稳定、正常运行，进而确保广播信号稳定性，提高广播质量。
参考文献
[1]张帆.OPC技术在广播发射台自动化控制系统中的应用[J].信息通信，2014，02：126-128.
[2]王永山.微型计算机原理与应用[M].西安电子科技大学出版社，1999（12）：255-256.
[3]李伟.广播发射台自动控制与监测系统[J].硅谷，2012，17：16-17.
摘 要：发射机与天馈线系统是广播发射台最为重要的组成，不但能产生高频能量，且还能形成强电磁波辐射源，而这都会广播发射台自控系统带来很大干扰，对发射台设备的稳定运行带来极大影响。为保证广播发射台设备和及自控系统的稳定、安全、正常运行，必须则应用针对、有效抗干扰技术。本文从广播发射台自控系统干扰源出发，对现阶段抗干扰技术进行分析和总结。
关键词：广播发射台；自控系统；抗干扰
广播发射台中的发射机自动化需要依靠微控系统达成，所以不但确保自控系统元件质量，还需要周边环境产生的干扰进行有效控制，以保证自控系统能安全、稳定运行。这就需要设计自控系统时，要对有关干扰源有全面了解，并采取针对性抗干扰技术及方法，最大限度减少干扰源带来的不利影响，进而确保发射台自控系统运行的可靠性和稳定性，充分保障广播信号质量。
1 广播发射台自控系统干扰源
1.1 电磁波干扰
发射机在实际运行中会持续产生高频电能，同时天馈线是强电磁波的一个发生体，这类高频干扰势必然会对发射台自控系统运行产生较大影响。且某些功率的发射机周边的强电磁场内，不管是设备外壳，还是导线均会产生较大的感应电动势，进而对自控系统产生干扰。同时，继电器动作、电子管过流及大电流触合或者断等能够产生瞬间脉冲干扰，且其信号为较宽频谱，对发射台自控系统运行带来直接影响，不利于设备的稳定运行。
1.2 信号通道接口引入干扰
发射台内部的自动化装置、控制对象及有关设备间均依靠信号通道完成连接，所以在模拟量、开关量取样输入和控制开关、模拟控制输出等过程中均存在干扰串入，特别是长距离线路、电路阻抗未能合理匹配均会造成干扰信号串入，进而对发射台自控系统带来干扰。
1.3 电源引入干扰
广播发射台的电气装置中，共用电源是相对常见的，如自控系统和其它设备同用一个电源时，对自控系统会带来较大干扰，而出现误动作，直接影响到整个发射台运行。原因在于电气设备内的元件大部分是存在电感效应，在大电流切换中，在瞬间形成的过电压会带来脉冲干扰，而脉冲电压会对自控系统产生干扰。
2 抗干扰技术分析
2.1 硬件方面
在应用硬件抗干扰技术前，必须对干扰源有一个全面分析，要明确受干扰部位，然后才能采取针对、有效技术，主要这几种技术：
（1）屏蔽技术，应用金属盒把自控设备屏蔽是抗电磁波干扰最为常用，也是最有效的一个技术。一般有两种屏蔽方式，一是电屏蔽。比如：铜、铝等导电材料；二是磁屏蔽。比如：铁、铁镍合金等导磁材料。前种主要用于高频电磁场，后种主要用于低频电磁场。对要求较高、低频电磁场要实现良好屏蔽场地，可用多种金属材料形成多层屏蔽。比如：在发射机房，因具有很强的电磁场，在内、外层应应用铜网，同时要妥善接地，要不然不能发挥屏蔽效用，还反而成为电磁波经过载体。
（2）滤波技术，就这是抗高低频干扰一种重要技术。可在微型计算机电源接口处加装较大容量电解电容，如此和高频电容形成串联，充当电源去耦滤波，还可加装一个滤波网络。发射台内部自控系统及设备一般是由多个电路板构成，因而可在每个电路板装配稳压块，以构成独立供电系统，可有效防御板间干扰。自控系统及相关设备的电源进线需外设接口，所有控制继电器需要接上高频旁路电容。在模拟量入口处加装退耦电路能有效降低干扰。滤波电容引线尽量要短，且要装于需滤波之处。
（3）接地技术，正确接地能达到良好的抗干扰效用。对于地线，必须科学布置，避免成环路。自控系统的模拟、屏蔽等地线必须分开，均直接接到系统地线。如此可有效避免应用公共地线带来的干扰。对于多芯通信电缆，需要选定一芯作为专门的通信地线，不需要在屏蔽层建立回路，如此可降低发射机的电磁干扰。对于自控系统地线要选用宽铜带并要独立埋设，不得借用其他地线。
（4）隔离技术，这是一种把干扰源和受干扰区域隔开达到抗干扰的技术。主要用这几种方式：一是变压器隔离，一般是用来隔离电源与模拟量。比如：电源输入处应用1：1隔离变压器，让自控系统和外电网不能共地，以抗电网带来的干扰。此外，应用模拟量隔离放大器能够让模拟量的输入和输出处和电源隔离。二是继电器隔离，常用于数字量传输、电源隔离等方面。继电器触点可承受较大电流，能实现功率驱动。三是光电隔离，这是一种效果更高的方式。基于其开关特性可实现数字量传输，也可应用光电耦合器线性区，对模拟信号实现进项传送。原因在于光电耦合器体小，成本较低，易实现；且发光二极管动态内阻较小，但干扰源内阻通常较大，因此可送至光耦输入端干扰信号极弱，进而达到抗御干扰的目的。
2.2 软件方面
在单一应用硬件技术很难达到理想的抗干扰效果时，或一些硬件抗干扰技术操作复杂、运作成本高，难易实现的，可应用专业软件技术来达成抗干扰目的。所以，为提高发射台自控系统的抗干扰效用，可采取软、硬件技术结合方式。当前，常用的软件抗干扰技术有这几种：
（1）软件的自诊断。在进行程序编制时，将自控系统操作空余时间充分应用好，对计算机CPU运行状态开展自检，同时对各接口的状态开展检查，如此在运行参数发生错误或异常时，能够第一时间发出报警，便于人工及时查检。
（2）采样数字滤波。即通过既定程序来算出降低干扰在整体信号中的占比。比如：提高模拟量采样次数，然后对采样值科学排序，再将最大和最小两个值去掉，算出平均数，如此可有效减少随机脉冲产生的干扰，获取到相对稳定取样值。
（3）设中断程序。自控系统程序在执行中会受干扰而无法正常运行，原因在于干扰对CPU的程序计数器运行造成破坏。基于此，可在用户程序多处设恢复程序段，即中断程序。一旦进入该程序，可让系统恢复到正常状态。
3 结语
总之，在对干扰源进行系统分析基础上，采取针对性软、硬件结合方法能够有效减少或消除高频能量的干扰，使广播发射台自控系统能稳定、正常运行，进而确保广播信号稳定性，提高广播质量。
参考文献
[1]张帆.OPC技术在广播发射台自动化控制系统中的应用[J].信息通信，2014，02：126-128.
[2]王永山.微型计算机原理与应用[M].西安电子科技大学出版社，1999（12）：255-256.
[3]李伟.广播发射台自动控制与监测系统[J].硅谷，2012，17：16-17.
