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细节不容忽视

2006-10-18 湖南人民广播电台 陈小珊 依马狮网


——谈当今的调频发射系统

    迄今为止,省市级的调频发射台大都已经建成使用一二十年了,各台站在维护中都积累了丰富的经验,新建调频发射机房也只要遵循相应的技术标准和规范就可以了,但随着播控前端及传输链路的数字化,发射系统也在发生着变化,如:发射机使用了数字激励器,它不是DAB,而是一种大量使用数字技术进行合成调制、最后输出模拟已调信号的激励器,使收听质量大大提高;同时各台都在扩展系列频道,一个机房的发射频率不断增加,因此发射机房也在发生着变化。湖南人民广播电台立体声台于2005年末2006年初进行了全面的改造,更换了所有的调频发射机、天馈系统及供电设备,发射机从四台增加到八台,其规模完全相当于重新建造一个新的调频发射台,在这个从模拟向数字、从小到大转变的过程中,我感觉有些细节容易忽略,在这提出来,与同行们共同探讨。

一. 有关发射机
    我们选择的主机是哈里斯生产的10KW Z10CD;备机则选用了吉兆产的Gme1f14机身与哈里斯的数字激励器Digital CD相搭配,以保证良好音质。

    吉兆的机器一直都是和RVR激励器相配套的,不论是整机的逻辑控制,还是机器的远程监控,二者都配合得很好,但重新搭配后存在着两个问题:由于激励器与主机协议不一样,根本就没办法通讯,因此对激励器的监控就实现不了了,同时,它们之间的连锁和安保也保证不了,所以在设计整个发射系统的监控时,必须把这一部分考虑进去,不可疏漏;另一个问题是,哈里斯的激励器锁频时间非常短,几秒钟,而RVR激励器的锁频时间大约需要20秒或更多,这个时间刚好是与原整机开机时间相配合的,即开关电源准备好了给功放供电以后,激励器才慢慢增加输出功率,但用上哈里斯的激励器就会出现:功放还没准备好,激励器已经有功率输出了,这时,激励器便报警:over driver,屏蔽了输出。我们的解决方法是:将激励器的供电加装延时继电器,由于现在多是电子电路延时继电器,因此在它的后面加一级交流接触器,其电路如下:

细节不容忽视

    电路虽简单,但工作可靠,几个月了,一直使用正常。

二. 有关信号的传输
    1.模拟音频线不能代替数字音频线
    当传输链路已经数字化,且激励器也支持数字音频输入的时候,可将数字信号直接送入发射机,但不知是否注意使用了规范的数字音频线?

    数字音频接口目前常用的有AES/EBU、S/PDIF和MADI等,一般来讲AES/EBU用得最为普遍,它与模拟音频相同的接插件(XLR),不少人就用模拟电缆代替数字电缆,这样做是非常错误的。

    模拟电缆和数字电缆有完全不同的阻抗要求,模拟电缆在电缆不同长度的各点上,阻抗在30到90欧姆之间变化,阻抗波动并不会影响模拟音频的音质。而这对于数字音频就很可怕,数字音频信号是频率很高(大约3MHz)的脉冲波,为了精确地传输信号,电缆必须与发送和接收设备匹配,整根电缆的阻抗必须保持一致。例如AES/EBU电缆必须从一端到另一端是恒定的110欧姆阻抗。

    如果用模拟电缆代替数字电缆,首先由于阻抗不匹配,电缆中将产生驻波反射,“污染”信号,使脉冲波的轮廓模糊。同时污染还来自电缆的分布电容,它能降低电缆的高频响应,影响脉冲的上升时间。脉冲信号被污染,接收端对信号的解码就会出现误差,从而降低了音频的质量。

    2.信号分配必须采用数字音分器,不可并接
    AES/EBU接口的数字音频的传送速率是6Mb/s,信号电压为2—7V,特性阻抗为110Ω,在AES-3-1992中明确规定只能用点对点连接,不能采用模拟域中常用的并接方式连接。如确实要将数字音源信号传输到多个目的地,一定要使用数字音频信号分配放大器或路由器,确保信号的可靠传输。

三. 有关天线不锈钢选材
    随着技术的进步,调频发射天线也有了很大的变化,形式更为多样化,如:常用的偶极子天线,振子都不带短路夹了,每一片的参数不可调节,极化方式有水平极化、垂直极化和圆极化,增益增加,材质上也更为讲究。技术上的要求,如增益、场型、下倾、零点补偿等,每个台都可根据自己的需要,设计适合于自己的天线,但在材质上往往有所疏忽。

    一般而言,把铬含量大于10.5%的合金钢称为不锈钢,它在空气的作用下能保持金属的光泽,具有不生锈的特性,如果再加入一定量的镍元素,则在空气、水、蒸汽、甚至酸、碱、盐的水溶液及高温、低温的环境中,仍能保持其耐腐蚀、稳定的优点。根据镍含量的不同,不锈钢又可分为200、300、400系列,200系指铬镍锰氮系不锈钢,含镍量在4%以上;300系不锈钢指铬镍型不锈钢,含镍量大于8%;400系指不含镍的铬不锈钢。因此,对于常年工作在户外、经受一年四季温差变化、遭受各种雨、雪浸蚀及暴晒的发射天线必须采用300系不锈钢,如304不锈钢。

    目前在中国市场销售的不锈钢主要是300系列和200系列,由于化学元素镍的含量不同,造成了它们在性能和价格上的巨大差异。在当前的镍价水平下,镍含量很低的200系列不锈钢价格只是300系列不锈钢的一半,在防腐蚀性、韧性等性能上则远远不如300系列不锈钢,一般不用于工业领域。一些天线厂家为了节约成本,使用200系列的不锈钢来替代304。

    不锈钢是一种专业性很强的产品,而且大部分人在认识上还有误区,即把能不能用磁铁吸起来作为判定不锈钢的标准。其实判定不锈钢质量的好坏,并不是有磁无磁,而是看铬、镍含量的多少,200系列和300系列都属于奥氏体不锈钢而不同于铁素体的400系列,都不能被吸起。将200系列和300系列钢分开须用专业的方法,如:
    (1)用化学试剂测试
    (2)用便携式X光分析仪器分析

    因此我们建议采取“买信誉较好的厂家的产品,并在合同中慎重地约束不锈钢的品种,明确保质期”的方法。

四. 有关机房土建
    1.接地电阻的测试必不可少,同时,每年都要检查一次。

    2.土壤电阻率是随着季节变化的
    通常,防雷接地电阻须小于10欧,实际上有弱电设备的感应防雷都要求小于4欧或1欧。这里容易被忽略的是土壤电阻率是随季节变化的,规范所要求的接地电阻只是接地电阻的最大许可值,而实际地网的接地电阻应该是:R=Rmax/w,其中Rmax为接地电阻最大值,即前述的10欧、4欧、1欧,w是季节因素,根据地区和工程性质取值,常用值为1.45,因此,对应前述的接地电阻实际上应该是6.9欧、2.75欧、0.65欧。

    3.冷却不要使用中央空调
    关于机房的冷却,传统的做法是风冷,但随风带进大量尘土,现在的机房大多采用空调来实现冷却,有些台采用中央空调,因为容易安装、容易管理、美观等,但一旦中央空调出故障,短时间无法修复,将面临着所有的发射机由于过温而停机。而多台分体机同时出故障的几率就很小。

   4.天花板最好采用吸音材料
    发射机的噪声不容忽视,采用吸音材料的天花能有效降低噪声污染,有利于工作人员的健康,比如我们采用吸音材料的天花板后,当7台10KW发射机同时工作时,值班室的噪声也只有50分贝。

五. 有关收听盲点(区)
    对于调频覆盖,大家常常忽略了很多标准都使用的一个术语“50%的时间概率50%的地点概率”,因为在模拟的情况下,接收性能随离发射台的距离变大而逐步变差,因此模拟接收是按50%的时间概率和50%的地点概率进行频率规划

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