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广播系统发射机数据采集设计应用

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摘要:广播是一种重要的信息传输媒介,具有庞大的听众量,中波广播信号质量的优劣直接关系听众的收听效果,因此需要借助数字化技术对所发射的信号质量进行监测。本文在对中波广播系统发射机实时数据采集系统设计原理进行综合阐述的基础上,分别阐述了系统硬件结构和软件部分的设计思路,并阐明了该系统的设计应用过程,希望能够为相关人士提供借鉴和参考。

关键词:中波广播系统;数据采集;抗干扰

无线广播技术具有复杂性的特点,受外界干扰较大。中波广播是无线广播的重要组成部分,在信息传递过程中发挥着极为重要的作用。现阶段,我国已经建立了完善的中波广播系统,为广播行业的发展奠定了良好的前提条件。然而,中波广播系统发射机却极容易出现故障。因此,探索中波广播系统发射机实时数据采集系统的设计,具有十分重要的现实意义。

1中波广播系统发射机实时数据采集系统设计原理

在发射机的运行过程中,需要借助安装在发射机上对外接口电路完成对数据的采集。对外接口电路不仅具备数据采集的功能,还能够实现对发射机的远距离遥控,完成对发射机信号的检测和控制,对控制器和发射机进行隔离。同时,一旦对外接口电路出现电压异常的情况,安装在发射机内部的二极管阵列能够产生对电路的保护作用[1]。此外,发射机的对外接口电路还能够实现光隔离输出功能,且能够基于模拟电压状态下完成输出,具有良好的稳定性,能够有效确保数据采集工作正常进行。在采集数据的过程中,中波广播发射机处于负载的工作环境,极容易受到外部信息的干扰,影响数据采集的精确性,进而出现数据失真现象。为了解决上述问题,在处理数据的过程中,应使串行总线USB的价值得到最大程度的发挥,利用USB建立计算机与外围设备的有效连接。串行总线不仅能够为数据的双向传输提供可能,还能够提升数据处理的速率,降低数据处理的总体成本,为数据处理可靠性提供重要保障。同时,串行总线能够实现对LED面板的精准控制,实现对数据失真问题的防控,且能够实现对发射机电压、过荷等数据信息的获取。

2中波广播系统发射机实时数据采集系统设计

2.1系统硬件结构设计思路

中波广播系统发射机实时数据采集系统的硬件结构设计是将USB总线作为设计基础,其设计思路如下。(1)由对接口板获取多路模拟信号,同时这些信号在模拟开关的作用下可以输入到A/D转换器中,经过转换器的转换,最终在单片机的作用下完成对相关数据的采集工作。通过实时采集来的数据信息会被存储到USB芯片上,并按照具体的指令将其传送到计算机中。这一过程中所涉及的硬件结构组成包括模拟开关、单片机、A/D转换器以及USB接口芯片。(2)中波广播系统发射机实时数据采集系统设计所使用的USB高速接口芯片为ISP1581芯片,这种类型的芯片可以将电压调整器、高速收发器、微控制器以及系统控制器等多个部分集于一身,支持双电压操作以及具备多中断模式操作功能。与此同时,在中波广播系统发射机实时数据采集系统硬件设计过程中应用ISP1581芯片,可以借助ISP1581芯片本身的自动检测功能,为系统工作运行提供强有力的USB通信功能[2]。

2.2系统软件设计思路

中波广播系统发射机实时数据采集系统软件设计主要包括以下几个方面。第一,USB固件程序设计。中波广播系统发射机实时数据采集系统的软件设计主要是由驱动程序、USB固件编程以及应用程序三个部分组成。其中,USB固件程序设计是整个系统设计的核心部分,其功能为有效控制芯片实现对数据的实时采集、接收和处理驱动程序发出的请求以及完成应用程序发出的控制指令。在具体的设计过程中,设备固件借助C语言设计。第二,驱动程度的设计与实现。中波广播系统发射机实时数据采集系统USB驱动程序的设计与应用采用分层结构模型的方式来实现,其结构主要分为高级和低级两个等级,其中高级属于USB驱动程序,低级属于USB函数层。而驱动程序是由初始化模块、即插即用管理模块、电源管理模块以及I/O功能模块几部分构成;第三,应用程序的设计与实现。中波广播系统发射机实时数据采集系统应用程序的设计与实现需要借助Ddphi工具来完成,其应用程序可以被分为低层数据采集系统和数据应用管理程序两个层面,其数据采集程序功能的实现主要借助系统调用动态链接库的方式来完成。应用程序的功能包括开启或者关闭USB设备、检测USB设备、设计数据采集端口以及将数据实时存储到数据库中。

3中波广播系统发射机实时数据采集系统抗干扰系统的设计应用

由于中波广播系统发射机所处的工作环境相对复杂,恶劣的外部环境容易对中波广播系统发射机的正常工作造成较大的影响。比如,复杂的环境很有可能导致中波广播系统发射机在进行实时数据采集过程中,由于受到中波广播系统发射机所发出的电磁波以及各类电源脉冲的干扰,从而影响最终的数据采集结果。为了有效应对这一问题,中波广播系统发射机实时数据采集系统抗干扰系统的设计与应用具有重要意义。在具体的中波广播系统发射机实时数据采集系统抗干扰系统设计过程中,为了有效提升系统数据采集的精准度与可靠性,应该在切实做好中波广播系统发射机实时数据采集系统防干扰层面设计工作的基础上,进一步保证中波广播发射机本身的抗干扰性。中波广播系统发射机实时数据采集系统的抗干扰设计主要分为软件设计与硬件设计两个部分。在硬件设计过程中,其系统的抗干扰设计原理主要在于对中波广播系统发射机干扰信号高辐射、高脉冲和短时间等特征的考虑,对此可以通过在系统采集上设置支持重复采集的方式来达到规避干扰的目的。这一过程中,如果中波广播系统发射机实时数据采集系统所采集到的信号出现连续两次相同的现象,则可以认为采集到的数据是有效的;相反,如果连续两次采集到的信号变化不定,则认为采集到的数据是无效的。将数据采集的实时性作为系统抗干扰设计的前提,如果相邻信号采集过程中插入延时程序,则可以有效提升系统的抗干扰效果。在实际的应用过程中,为了最大程度上保证系统数据采集的准确性,应该做好外部线路的隔离工作,在输入模拟量信号过程中尽可能使用高频滤波。在软件设计过程中,主要是出于对中波广播系统发射机实时数据采集系统自身具备的随机性这一特征的考虑,在此基础上借助数字滤波技术将音质叠加到模拟输入信号的噪声上。除此之外,想要进一步提升中波广播系统发射机实时数据采集系统的抗干扰性能,还应该注重硬件设计与软件设计两者之间的有效结合,从而促进系统稳定性与可靠性的提升。

4结语

伴随着信息化技术被不断引入中波广播系统的设计过程中,中波广播系统得到了改进和优化。但若想优化数据采集系统的设计,还需借助对外接口和串行总线USB的价值,在防控外部干扰的同时降低系统设计的成本,提升数据采集的速率。因此,在设计中波广播系统发射机实时数据采集系统抗干扰系统的过程中,可以借鉴以上方法。

参考文献:

[1]郭冀阳.中波广播系统发射机实时数据采集系统设计应用[J].科技创新与应用,2018(21):102-103.

[2]王刚.10kW中波数字调幅广播发射机的数据采集系统研究[J].数字通信世界,2017(3):220,222.

作者:杨洪金 单位:临沂市广播电视台

广播系统发射机数据采集设计应用责任编辑:张雨    阅读:人次