刘保益 莫兆辉 赵宇航 杨烨

（广西广播电视技术中心柳州分中心）

一、引言

随着对广播电视事业建设投入不断增加，无线发射台站的调频发射机进行1主1备的1+1改造，远程监控系统的也不断完善，安全播出保障能力大幅提高。但也存在1+1公共部分出现故障，主备机都无法正常播出；或者主机故障远程系统自动控制倒备机播出不成功等造成停播；特别同轴倒换开关，连接馈管接头、弯头，天馈线系统故障检修时将耗费大量时间。本项目研究的是在这些系统出现故障，需要技术人员进行人工干预检修时，如何使在系统之外搭建的独立备份机既不影响技术人员检修又快速恢复节目应急播出，确保播出的连续性，减少停播。

二、设计方案

设计一台可以控制音频输入信号切换、控制发射机发射频率变换、控制发射机发射功率设备，满足结构简单，操作方便，安全可靠要求。

（一）切换器原理框图

嵌入式N选一调频自动备份切换器原理框图如图1所示。

图1 切换器原理框图

（二）系统组成框图

由嵌入式N选一调频自动备份切换器组成的备份调频发射机系统框图如图2。

图2 系统组成框图

（三）切换器功能设计

通过对嵌入式N选一调频自动备份切换器的电路设计及对内置STC单片机编程实现切换器受内部设置时间表控制，时间表可对一周内每天每一路载波监测时间段进行独立设置，N路立体声音频输入、N路载波输入和N路开关量输出一一对应，并且N路中的每一路都可以单独设置使能。切换器的状态量输出控制备用调频发射机的开关机，切换器的开关量输出负责控制备用调频发射机的频率转换，可设手动和自动切换模式。

在自动控制模式下，首先对N路选择使能，N路立体声音频只有设定使能并在该路播出时间表设定内的才参与自动切换，在设定时间表内选择了使能的各路载波信号全有时，说明主用设备播出正常，单片机控制切换器无立体声音频输出、无开关量信号输出，无状态量输出，备用发射机处于待播状态。当检测到播出时间表内有载波信号中断时，切换器自动选择与载波对应的立体声音频信号输出到备用发射机激励器、对应的开关量信号输出驱动备用发射机激励器转换到相应的频率，状态量输出起动备用发射机开机播出。如果出现两路以上的载波中断，切换器按照1到N路的先后顺序，只允许一路立体声音频、同一路开关量信号输出，状态量输出。该路载波恢复后，按顺序切换到下一路中断载波的立体声音频输出、开关量信号输出，状态量输出。所有载波恢复后，切换器无立体声音频输出、开关量信号输出，状态量输出，自动关闭备用发射机，恢复待播状态。强制设定切换器的优先级后，就可以遵循“先中央，后地方；先公益，后付费；先新闻综合，后专业频道”的原则连接信号源，设定控制频点。设计自动控制逻辑如图3。

在手动控制模式下，直接通过按键选择要播出的节目，或者接入电脑通过远程操作。切换器选择对应的立体声音频信号输出到备用发射机激励器、对应的开关量信号输出驱动备用发射机激励器转换到相应的频率，状态量输出起动备用发射机开机播出。

（四）组成系统后特点

1.独立性：加装了嵌入式N选一调频自动备份切换器的调频备份机采用独立供电、独立的天馈线系统。不论主用1+1设备系统出现什么问题，备份机都能按需开启。

2.反应迅速：正常播出中如果1+1设备都出现故障无功率输出，切换器检测到后在备份机热备份下5秒内自动完成信号源切换和所需频点的变频播出；1+1设备任意一台恢复正常播出，切换器控制备份机立即关闭功率转为待播状态。极大保障播出的连续性。

3.系统简洁：设计时将控制功能集成在切换器里同一块的线路板上，减少各功能模块连线。正常运行所需外围支撑少。

4.远程功能：可通过网络连接监控切换器，选择工作模式，修改设置时间表及切换器其他参数。

5.操作便捷：即使在手动状态下，通过该切换器面板按钮能够一键完成所需信号源切换、备份机的频率变换到频点及上功率播出。或者通过电脑界面点击所需频点确认后完成播出。

三、结束语

根据设计方案制作出切换器在广西广播电视柳州二四六台机房内搭建一套6选一备份调频发射机系统对中央1套和广西系列5套调频广播节目进行实际测试，各项功能符合设计要求。