一、引言
隨著我國“和諧社會建設”與廣播電視“村村通”工程的推進,調頻廣播經過幾十年的發(fā)展,基本每個縣都建設了調頻廣播電臺,實現(xiàn)了本區(qū)域的廣播信號覆蓋。但是農民擁有的收音機數(shù)量很少,真正的廣播信號入戶和收聽率是很低的。農村廣播在上世紀六七十年代曾經有很好的網(wǎng)絡基礎和管理機構,基本上是戶戶都有小喇叭,鄉(xiāng)鄉(xiāng)都有“放大站”。但是后來隨著電視的普及,廣播逐漸淡出了我們的視野。從歷史上來講,廣播在農村有著良好的群眾基礎,即使在信息高度發(fā)達的當今社會,也有很大的需求。目前我國有些地方又在逐步恢復農村廣播,作為新農村建設和“村村通”工程的考核內容。
在當前的技術條件下,采用何種方法能夠實現(xiàn)農村廣播的恢復,是擺在政府和廣播電視主管部門面前的一個難題:是重新架設鐵絲網(wǎng),還是利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡、電話網(wǎng)絡、無線調頻網(wǎng)絡來實現(xiàn)農村廣播的覆蓋?下面就以北京恒星科通科技發(fā)展有限公司的SCA無線調頻廣播系統(tǒng)為實例,對怎樣利用現(xiàn)有無線調頻廣播系統(tǒng)來實現(xiàn)農村廣播,做出簡要分析。
二、調頻副信道(SCA)可尋址技術簡介
無線調頻廣播是將廣播信號采用FM調制的方法,將音頻信號調制到87---108MHz的調頻載波上面去,通過調頻發(fā)射機、發(fā)射天線將廣播信號轉換成無線電信號,進行無線傳輸,在接收端,采用調頻收音機或專用調頻接收設備收聽的一種廣播方法。
SCA可尋址控制技術利用調頻廣播基帶中的SCA副信道(我國所采用的是67KHz作為附加信道的副載波),將尋址信息采用FSK數(shù)字調制方式來實現(xiàn)廣播尋址功能,即把尋址信息通過調頻方式以一定的頻偏(對立體聲廣播而言,調制的最大頻偏為調頻廣播總頻偏的10%)調制到主載波(即調頻廣播頻率)上,隨同廣播信號一同發(fā)送出去。SCA可尋址系統(tǒng)控制發(fā)送部分原理框圖如下圖所示,接收則為發(fā)送的逆變換。
圖1
三、系統(tǒng)的工作原理與主要設備介紹
1、工作流程:尋址信息是通過計算機串口(RS-232)輸出數(shù)字信號,這個數(shù)字流是受智能廣播主控軟件控制的。計算機RS-232串口和HX-2500SCA數(shù)字編碼器相連接,數(shù)字編碼器將尋址信號采用FSK數(shù)字調制技術,調制到的67KHz載波上,67KHz載波作為調頻廣播副載波信號,送入發(fā)射機與音頻信號一起調制,經發(fā)射機功放放大、發(fā)射到空間傳播。
接收端在接收到射頻載波后,解調電路會自動解調出SCA信號、立體聲音頻信號,音頻信號經放大后驅動喇叭,SCA信號送入解碼電路與執(zhí)行繼電器執(zhí)行開關機指令,從而實現(xiàn)可尋址功能。
2、系統(tǒng)組成:系統(tǒng)主要由HX-6000主控軟件、HX-2500SCA副信道編碼器、FM70調頻音柱、FM4210調頻接收控制器、、FM4310調頻收擴機等設備組成,下面對每個設備的功能及技術參數(shù)做以詳細介紹。
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3、主要設備簡介
3.1、系統(tǒng)主要由HX-6000主控軟件
圖2
HX-6000數(shù)字多路智能廣播系統(tǒng)軟件是北京恒星科通科技發(fā)展有限公司自主研發(fā)的,具有自主知識產權的新一代智能廣播軟件。自主開發(fā)播放引擎,一臺電腦可同時輸出1-6路音頻廣播節(jié)目,并可點對點尋址控制,該軟件已取得《計算機軟件著作權登記證書》
圖3
該軟件具有終端地址和接收頻道初始化,遠程控制終端頻率和音量。任意分區(qū)編組,尋址控制功能,多路播放,緊急廣播,外部設備定時開關,電源定時開關,數(shù)據(jù)庫備份還原、自動執(zhí)行播放任務、自動開關機等多種功能,是具有國內先進水平的數(shù)字音頻播放軟件。
該軟件可廣播應用于學校外語教學、音樂打鈴、教務管理、校園廣播等校務與教務管理活動,也可應用于農村廣播、旅游景區(qū)、工礦企業(yè)、部隊、機關、小區(qū)等場所的背景音樂自動播放。
系統(tǒng)硬件要求:586以上電腦,32M以上內存
操作系統(tǒng)要求:Windows95/98/2000/NT/XP或更高版本
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3.2、HX-2500SCA副信道編碼器
圖4
功能特點
HX-2500SCA副信道數(shù)字編碼器是智能調頻系統(tǒng)的控制與數(shù)據(jù)編碼變換、傳輸?shù)年P鍵處理設備。它利用頻移鍵控(FSK)方式將數(shù)字量的控制信號改變?yōu)槟M載波,混入調頻廣播的SCA副信道傳輸,控制信號不單獨占用頻點,節(jié)約了頻率資源。本編碼調制器采用DDS技術進行直接調頻,具有頻譜干凈,頻率準確無漂移,占用帶寬小的特點,保證了接收端的低誤碼。傳輸通道透明,即可用與本公司的智能調頻系統(tǒng),也可單獨用于中低速數(shù)據(jù)傳輸,主要特點如下:
支持RS-485和RS-232兩種控制方式輸入;
數(shù)據(jù)通信速率可達2400bit/s;
信號數(shù)字處理嚴格,波形相位精確無誤碼;
4階有源濾波器,確保對聲音信道無干擾
信號傳輸半徑基本等同于廣播覆蓋范圍;
技術指標
項目 技術參數(shù) 項目 技術參數(shù)
數(shù)據(jù)調制方式 FSK 載波輸出幅度 0-3VPP連續(xù)可調
載波工作頻率 67K/70KHZ 輸出阻抗 600歐姆,Unbalanced
載波工作帶寬 12KHZ@2.4KBPS 工作環(huán)境條件 -20~+65℃
帶外殘留 <45DB 工作電壓 AC220V/50Hz
調制數(shù)據(jù)速率 2400bit 功率 <5W
數(shù)據(jù)接口 RS232,RS485 安裝 1U機柜
3.3、FM75調頻音柱
功能特點
FM75室外調頻音柱是專業(yè)調頻廣播接收設備,集調頻接收、功放、音箱為一體的廣播設備,采用鋁合金一體化結構,外觀美觀大方,室外防雨設計,接收電路采用SMT貼片工藝,PHILIPS專業(yè)設備I2C。獨特的SCA防插播設計,在無載波發(fā)射信號或受到無線干擾時,自動關機。支持HX-6000軟件遠程遙控開關機,自動定點定時播音,最多可支持2040個獨立ID編碼,支持在線地址修改。是農村廣播、景區(qū)廣播、校園廣播首選設備?筛鶕(jù)用戶要求定制成載波控制型、SCA防插播型,點對點可尋址型,也可定制為雙點頻優(yōu)先切換。
●結構模塊化設計,便于維修●PLL數(shù)字頻率合成,頻率精確,絕無頻漂●可尋址控制或載波自動開關機控制●音質優(yōu)美動聽,音量可單獨調整●超低能耗設計,待機電流小●室外防水、防腐蝕設計,適合燈桿、墻壁懸掛安裝●適合有線閉路傳輸,也可訂制成無線接收
圖5
項 目 技 術 參 數(shù) 項 目 技 術 參 數(shù)
型 號 室外型FM75 靜噪開啟電平 30dBu
頻 率 用戶指定82.5-108MHZ,單點頻接收 額定輸出功率 10W/25W/35W/50W
頻 率 長期穩(wěn)定度15PPm 供電方式 220V±20%/60V±10%
頻率準確度 -30°C~+60°C<1KHz 功能及結構 鋁合金一體化結構
額定輸入電平 (FM)35±5dBu 外形尺寸 40×200×350
3.4、FM4210調頻接收控制器
圖6
功能特點
FM4210調頻接收控制器是調頻智能廣播系統(tǒng)終端控制設備,采用微電腦控制頻率合成鎖相PLL技術、PHILIPS最新I²C,具有頻率穩(wěn)定度高、音頻指標高、操作方便等優(yōu)點。能夠將FM信號解調成標準的音頻信號,同時可實現(xiàn)本地CD、卡座音頻輸入、MIC本地擴聲等功能,同時具有一組220V交流受控電源輸出,用于管理音頻功放等外部設備的開關機?蓮V泛用于農村廣播、校園調頻廣播、商場、超市等調頻信號解調,也可用于廣播電臺機房監(jiān)聽使用。
●載波電平自動開關機或SCA遠程可尋址開關機
●輸出電源自動控制功能,供調制器或功放使用
●面板輕觸開關控制,具有LED電平顯示、音量顯示等功能
●FM、AUX、MIC面板選擇切換,采用專業(yè)音頻切換芯片
●82.5~108MHz全頻段解調,音頻頻率步進0.1MHz連續(xù)可調
●具有SCA獨立輸出,RS-232接口,用于傳輸數(shù)字信號(如LED屏)
●SCA副載波控制信號解調,準確穩(wěn)定,誤碼率低(SCA型具有)
●采用19英寸標準機箱,2U高度,鋁合金拉絲面板,外觀精美
●內置1W監(jiān)聽喇叭,監(jiān)聽音量可單調,方便本地音頻或收音監(jiān)聽
技術指標
項 目 技術參數(shù) 項 目 技術參數(shù)
頻率范圍 82.5-108MHz,連續(xù)可調 選擇性 400KHz時>60dB
頻率準確度 1.5×10-6MHz 射頻輸入端子 公制F頭,75歐
工作電平 40-50dBµ 音頻輸出端子 不平衡RCA單聲道1組1.0V(可調)
信噪比 55dB 供電方式 交流220V±15%
諧波失真(1KHz) 1% 電源控制功率 ≤500W
頻率響應 80Hz-10KHz(±1.5dB) RS-232輸出 定義詳見說明書
立體聲分離度 40dB 監(jiān)聽喇叭功率 1W
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3.5、FM4310多功能調頻收擴機
功能特點
FM4310調頻收擴機采用PLL微電腦控制頻率合成鎖相環(huán)技術,結合PHILIPS最新解調IC,具有頻率穩(wěn)定度高,音頻指標佳、操作方便等優(yōu)點。具有載波控制型和SCA數(shù)字編碼可尋址型,支持遠程軟件開關機管理控制。輕觸式面板控制,具有FM、LINE、MIC三種輸入選擇,雙聲道LED柱狀電平動態(tài)顯示,可用于村廣播室調頻廣播信號接收放大,直接驅動高音喇叭!馪LL鎖相技術,82.5-108MHz全自動電調諧、手動自動搜索●LED數(shù)字頻率,音量、ID地址顯示,柱狀電平動態(tài)顯示●輕觸式面板按鍵開關,LED狀態(tài)顯示,操作方便,人性化設計●具有遠程上級廣播優(yōu)先功能,遠程鎖定交互地操作●定阻、定壓多模式輸出,適合匹配定壓定阻音箱式高音喇叭
技術指標
項 目 技術參數(shù) 項 目 技術參數(shù)
輸出阻抗 4-16歐姆/70V/110V 定壓 頻率范圍 82.5-108 MHz,頻率合成
額定輸出功率 50W/100W/150W(RMS,8Ω) 頻率準確度 1.5×10-6<1KHZ
頻率響應 50Hz-15KHz FM輸入電平 35dBμ-60dBμ/75歐姆
射頻輸入端子 公制F頭,75歐 線路輸入 47K/0dBm
供電方式 交流220V±15% 話筒輸入 600歐姆
四、安裝調試的技術要點
目前,國內外調頻發(fā)射機廠家生產的調頻發(fā)射機(調頻激勵器)都具有SCA副信道接口(如:RVR、北廣、成廣、眾傳、凱騰四方、清華吉兆等),這種情況下,廣播電臺現(xiàn)有的發(fā)射機不需要做任何改造,就可以實現(xiàn)SCA信號的傳輸。具體連接框圖如下:
圖7
安裝調試關鍵技術:SCA信號送入激勵器后,調制度不能大于總頻偏的10%。SCA調制度過大后,就會干擾到主信道的音頻信號,導致音頻信號劣化;SCA調制度過小,會導致SCA解碼誤碼率高。所以在調試中一定要注意調制度的調試。
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五、工程實例
河北省承德縣廣播電視局于2009年5月恢復了調頻廣播,在恢復調頻廣播的同時,在縣城主要干道、廣場安裝了調頻音柱,定點定時實現(xiàn)對縣城的廣播。具體實施方法如下:
承德縣人民廣播電臺的前身是承德縣廣播站,1988年11月8日正式建臺,在縣城南山和大黑山設立兩個轉播發(fā)射點,發(fā)射頻率為98.5兆赫?h城南山信號主要覆蓋縣城周圍及南部鄉(xiāng)村,大黑山信號主要覆蓋全縣中北部鄉(xiāng)村,以及承德市區(qū)、圍場、豐寧和隆化等部分地區(qū)。
1992年,承德縣廣播電視局開始籌建有線電視網(wǎng)絡,1994年成立有線電視臺,2002年,因多種因素的制約導致廣播電臺節(jié)目停播。2007年8月,承德縣局著手恢復電臺播出工作,重新申請并得到批準使用頻率為調頻91.3兆赫和92.8兆赫。2009年4月24日開始正式開播,全天播出時間為15小時30分鐘。早上6點30分開始播音,晚上10點結束。除轉播中央、省、市廣播電臺新聞節(jié)目外,還主要開辦本縣新聞節(jié)目、社會新聞節(jié)目、資訊節(jié)目和聽眾熱線直播節(jié)目。充分利用電話平臺、短信平臺和互聯(lián)網(wǎng)平臺,與聽眾實現(xiàn)互動溝通。
此次在無線調頻廣播信號開通的同時,承德縣廣電局向北京恒星科通科技發(fā)展有限公司購買了40只FM75-25W調頻音柱,安裝在縣城主要干道和廣場。每天早、中、晚定時開啟調頻音柱,廣播信號覆蓋全縣,使久違的廣播聲音又回到百姓的身邊,大大提高城區(qū)百姓的文化生活水平,受到群眾的熱烈歡迎與好評。
承德縣人民廣播電臺將充分發(fā)揮無線電波優(yōu)勢和特點,計劃下一步通過無線傳輸方式,要將全縣每個行政村都安裝調頻收擴機、高音喇叭,實現(xiàn)農村廣播“村村響”,將黨和政府的聲音傳送到千家萬戶。同時還要逐步應用高科技手段,從單一的音頻媒體向多媒體靠攏,通過多媒體送進電視機,將來還要通過互聯(lián)網(wǎng)送到計算機,實現(xiàn)全方位的宣傳,打造承德縣的主流、強勢媒體,為縣委縣政府和人民群眾服務。
六、結束語
利用現(xiàn)有調頻廣播發(fā)射機來實現(xiàn)可尋址城市廣播、農村廣播,是當前實現(xiàn)廣播覆蓋的一種最佳方案。采用無線廣播,既不需要繁瑣的布線,也不需要專門派人進行線路維護,同時可以實現(xiàn)點對點可尋址廣播。在發(fā)生緊急情況后,可以實現(xiàn)緊急疏散、緊急指揮等功能,并且不需要二次投資。在原有調頻發(fā)射機的的基礎上就可以實現(xiàn)緊急廣播信號的傳輸。所以,利用現(xiàn)有調頻發(fā)射機為基礎進行擴展是農村廣播覆蓋的首選方案。
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