信号源范文10篇

科学技术的发展促使各行各业得以进步，对于广播电视行业来说亦是如此。目前，我国已基本完成有线数字电视的全覆盖，用户数量占据世界首位。尽管电视数字信号的输出已经实现了数字化，但信号传输仍然采用传统的模拟信号，无法实现信号源端与接收端的统一，这是导致信号源端与接收端过程中出现故障的原因。信号转换故障主要有静音，静态画面和断分帧等。如果伴随声音存在静态帧和异常现象，则表明电视信号存在技术故障，需要进一步排除。不过，如今数字电视已经基本普及，仅仅依靠人力进行信号源端的监测、诊断和排查，将会耗费大量人力、物力资源，因此，在科技飞速发展的今天，还应建立一套健全的智能化系统代替人工完成这类工作，确保信号在电视播放过程中保持稳定，不出现静音，静态画面和断帧等现象。下面就对如何判断电视数字信号源故障的智能技术的进行讨论。

1节目信号源的重要性

信号源是安全播出的重要环节，也是比较薄弱的环节。广播发射电节目的安全播出至关重要，国家为安全播出制定了相关标准，为使节目信号源更稳定可靠，广播发射台通过对多路节目信号源进行相互备份想要达到目的。当前，广播发射台的信号来源主要有4种，即数字微波、光纤、卫星和调频，受客观原因影响，如光缆经常被道路建设的挖掘机所挖断，无线传输信号受天气影响等。一旦信号源出现故障将会影响电视的正常播放，给电台造成不利影响。因此，应保障信号源的稳定性，保障电视节目播放正常进行。

2电视数字信号源的分类及标准

2.1信号源特点。对数字电视有线电视网络的信号流方向的分析，主要包括前端的播出机房，终端机顶盒，中断传输网络媒体。其中，前端播出机房好比人类的大脑，它占据了集成信号系统的核心位置，与此同时它也是信号源的发射器。2.2信号源标准。MPEG-2格式是用于电视卫星和有线视频网络传输的信源编码。AES3或AES/EUB数字接口互连标准也是数字信号使用的标准。由于线性数字音频数据属于川线传输，所以可以实现一步传输两个信道的数字音频。电视台使用的标准一般是SMPTE259标准。这主要是与演播室标准相匹配的。通常，电缆的信号衰减设置在30Db以内[1]。

3电视数字信号源故障判断的智能技术

1前言

科学技术的发展带动着不同的行业进步,广播电视也迎来了新的发展机遇。如今我国基本已经全部实现有线电视数字化,用户数量位居世界第一。电视数字信号输出的方式也实现了数字化,但是信号传输仍然是传统的模拟信号,信号源端和接受端的不统一,使得信号转换中有可能出现故障问题,出现无法播放、卡顿、断帧等问题,如果出现伴音异常、静帧,还说明电视信号存在技术性故障问题,需要排查。然而在如今数字电视普及的今天,完全的依靠人力去完成信号源端的监测、诊断、排查等工作已经有些捉襟见肘,需要一套完善的智能化系统来实现对电视信号源的故障诊断、排查,保障电视播出过程中的信号稳定,避免出现静音、断帧、静止等画面问题。本文基于电视数字信号源的现状和特点,分析智能化判断的应用,基于一定的信号判断算法,保障节目播出的稳定、可靠、安全。

2电视数字信号源分类和标准

(1)信号源特点。数字电视的有线电视网络从其信号码流的走向来看,其组成结构包括了前端播出机房,中断传输网络媒介,末端机顶盒用户。前端播出机房就好比人的大脑,是整个信号体系的核心环节,也是信号源的发射器。(2)信号源标准。电视卫星与有线视频网络传输的信源编码都采用MPEG-2格式。数字信号采用的标准是AES3或者AES/EBU数字接口的互连标准,基于线性数字声频数据川行传输的情况下,两通道的数字声频得以传输。电视台一般采用的是SMPTE259标准,这是为了匹配演播室标准,一般电缆的信号衰减在30Db以内。

3信号源的智能判断

3.1视频信号智能判断。其判断原理是基于对每路信号源所设的一个记录,同时在原有的模拟切换系统中添加音频采集模块,实现对源头信号的对比,从中发现信号源的异常,同时进行大户数智能分析研判。基于当前帧数据,对比前一帧数据,差值大于异常判断值,证明电视数字信号源正常,反之则表明信号源异常,有故障风险。视频信号存在长时间的定格,所以要针对不同信号源进行对比,并考量不同信源路径的延时的特性。如果其它信号源SourceDelay之后,帧间差大于;若是主用通道帧间差大于异常判断并持续一定时长后恢复,那么则会发送正常命令,将信号切换到主通道。这样基于信号源的对比和分析研判,可以实现对视频同步头进行判断,对比当前帧和前一帧,从而判断异常现场,快速的定位到原因并进行排查,3.2音频信号智能判断。音频信号波动大,呈现出一定的规律,基于这一特点,统计一定时间内波形的变化规律可以实现对音频信号的判断。如果音频信号波动频繁的出现在警告区域内,表明音频信号将发生大概率的故障。实践中常见的有正常音频、静音和解码器死机三种表征音频的波形状态。通过音频简单判断和区间统计两种方法来进行研判。3.2.1简单判断。正常情况下的音频波形起伏剧烈,音频电平高于告警门限,基于其音频波形特点,当出现音频电平低于告警门限,可以做出研判,认为音频信号存在异常故障问题。静音情况下的音频波形十分平稳,鲜有起伏,音频电平低于告警门限,基于其音频波形特点,当音频电平低于告警门限,可以做出研判,认为音频信号存在异常故障问题。当解码器死机的情况下,其波形表现出规律性,类似正弦曲线,音频电平低于告警门限为正常,反之则可以认定为信号异常。3.2.2音频区间统计分析。针对正常情况下的音频,虽然信号波形起伏较大,但音频的峰值应很少会出现在警告区域内,基于这一特点,如果音频波形峰值高频率的出现在警告区内,则表明信号异常。针对静音音频,波形图几乎没有起伏,其音频峰值平均曲线如果是在警告区域内,表明异常,反之则是正常。针对编码死机情况,音频峰值如果落在警告区内,表明信号异常。以上是通过区间统计的方法来判断和描述信号是否异常,相比计较普通的判断,统计区分的优势在于其准确性上,能够快速的响应并发现异常。3.3信号智能化监测系统。智能化监测系统采用网络化结构,实现对播出系统内的信号进行综合智能监控。包括各频率信号的实时状况,信号流程的显示和监测,故障的智能分析,直播间、总控、分控的音频信号,视频进行可视化操作,直观的发现信号源的运行情况。音频信号传输中应急情况下可以手动切换和自动切换,因此智能化的实现切换过程十分关键。通过音频矩阵算法可以针对信号传输切换进行网络化监测、监听,进而对所有节目信号进行全程智能跟踪,对信号流向路由切换和控制,提高信号源的整体安全性,保障节目信号正常并顺利播出。智能化监测系统具备一定的灵活性,在任意的信道都可以建立监控计划,设定故障报警语音提示,基于以上的智能判断技术的分析,自动找到故障原因和故障点,并提供决策服务,帮助工作人员快速的实现故障应急处理,在中心控制台显示故障详细信息,基于可视化的操作,技术人员可以分析研判,降低信号源故障发生率。

摘要：电视数字信号源成为了当前电视的主流信号方式，而电视数字信号源在应用的过程中存在一定的问题，给电视节目的播出和观看造成了一定的影响，比如说在电视播放过程中出现静音、断帧、静止等画面问题，所以就需要采取措施解决障碍，运用非常规的手段判断智能信号的故障问题，排除故障，使其恢复正常。

关键词：电视数字信号源；故障判断；智能技术

1引言

无线广播电视通过卫星发射台的信号，利用信号源接受电视节目，随着科学技术的发展和无线技术的不断提升，电视数字信号输出的方式也开始实现数字化，虽然电视数字信号输出的方式实现了数字化，但是发射系统中使用的却不是数字化信号，而是传统的模拟信号。两者的不统一造成在转换的过程中会出现一系列的故障和问题，导致电视无法播放或者观看。视频信号是否存在平布头和音频电平是否高于门限值是评定模拟切换系统对于信号源故障问题的评定标准。如果经常出现伴音异常、静帧等问题则说明电视信号存在问题，需要进行技术研究分析，排除故障。

2电视数字信号源的分类和标准

电台数字信号采用的标准是AES3或者AES/EBU数字接口的互连标准，运用线性数字声频数据串行传输的格式，允许在专业声频设备间传输两通道的数字声频信息，其中包括非声频数据和声频数据。电视台采用的是SMPTE259M标准，该接口标准适用于演播室内，为正常的工作需要，电缆的信号衰减量不能超过30dB。

摘要：介绍了一种基于FPGA和DDS（DirectDigitalSynthesizer）技术的跳频信号源实现方案。DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，其中频率控制字存储在FPGA内部RAM单元中，FPGA通过40针总线接口向AD9852写入频率控制字。该信号源具有可编程、可升级的优点。

关键词：DDSFPGA频率合成器跳频通信

在众多的通信技术中，扩频通信技术由于具有独特的抗干扰能力以及宽的使用频带而在军事通信领域倍受青睐。根据扩频通信调制方式的不同，它可以分为直接序列扩频方式（DS）、跳频方式（FH）、跳时方式（FT）及兼有以上方式中二种以上的混合方式。其中跳频通信具有保密性好、不易受远近干扰和多径干扰的影响等优点，是一种很有前景的通信方式。跳频系统的频率跳变，受到伪随机码的控制。不同的时间、不同的伪码相位，频率合成器产生的相应频率也不同。把跳频系统的频率跳变规律称为跳频图案。跳频图案是时间和频率的函数，故又称为时间－频率矩阵，简称时频矩阵。时频矩阵可直观描述出频率跳变规律，如图1所示。

跳频图案的设计是跳频通信系统的一个关键问题，直接影响到跳频系统的保密、抗干扰、多址等性能。一般要求跳频图案的周期要长，这就要求控制跳频图案的伪随机码周期要长，即移位寄存器的级数要大。

1基于FPGA和DDS技术的跳频信号源设计

跳频信号源即为载波频率按照一定跳频图案跳变的信号发生器。设计一个性能优异的跳频信号源，困难在于其优良的频谱性能。笔者提出了一种基于FPGA12和DDS技术的跳频图案的设计方案。指标如下：600跳／秒跳速；20个跳频点；3．4MHz跳频基带；68MHz跳频带宽；106．78MHz～172．14MHz跳频频率中20个频点。DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，写频率控制字采用ALTARA公司的可编程逻辑器件APEX20K系列中的EP20K100，其逻辑资源为10万门，两者通过40针总线接口相连3。其中，FPGA完成存储频率控制字、定时写入频率控制字的功能，AD9852则实现频率合成输出。频率合成器DDS是跳频信号源中的一个关键部件，其原理如图2所示。这种频率合成器工作频率高，可达GHz数量级；分辨率高，可达1Hz以下，稳定度高；体积小，重量轻，集成度高，这些都是其他频率合成器件难以比拟的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管脚表贴封装形式，其时钟频率为300MHz，并带有两个12位高速正交D／A转换器、两个48位可编程频率寄存器、两个14位可编程相位移位寄存器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键功能，并有单路FSK和BPSK数据接口，易产生单路线性或非线性调频信号。当采用标准时钟源时，AD9852可产生高稳定的频率、相位、幅度可编程的正、余弦输出，可用作捷变频本地振荡器和各种波形产生器。AD9852提供了48位的频率分辨率，相位量化到14位，保证了极高频率分辨率和相位分辩率，极好的动态性能。其频率转换速度可达每秒100×106个频率点。在高速时钟产生器应用中，可采用外接300MHz时钟或外接低频时钟倍频两种方式，给电路板带来了极大的方便，同时也避免了采用高频时钟带来的问题。在AD9852芯片内部时钟输入端有4～20倍可编程参考时钟锁相倍频电路，外部只需输入一低频参考时钟60MHz，通过AD9852芯片内部的倍频即可获得300MHz内部时钟。300MHz的外部时钟也可以采用单端或差分输入方式直接作为时钟源。AD9852采用＋3．3V供电，降低了器件的功耗。工作温度范围在－40°C～＋85°C。

1基于FPGA和DDS技术的跳频信号源设计

跳频信号源即为载波频率按照一定跳频图案跳变的信号发生器。设计一个性能优异的跳频信号源，困难在于其优良的频谱性能。笔者提出了一种基于FPGA12和DDS技术的跳频图案的设计方案。指标如下：600跳／秒跳速；20个跳频点；3．4MHz跳频基带；68MHz跳频带宽；106．78MHz～172．14MHz跳频频率中20个频点。DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，写频率控制字采用ALTARA公司的可编程逻辑器件APEX20K系列中的EP20K100，其逻辑资源为10万门，两者通过40针总线接口相连3。其中，FPGA完成存储频率控制字、定时写入频率控制字的功能，AD9852则实现频率合成输出。频率合成器DDS是跳频信号源中的一个关键部件，其原理如图2所示。这种频率合成器工作频率高，可达GHz数量级；分辨率高，可达1Hz以下，稳定度高；体积小，重量轻，集成度高，这些都是其他频率合成器件难以比拟的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管脚表贴封装形式，其时钟频率为300MHz，并带有两个12位高速正交D／A转换器、两个48位可编程频率寄存器、两个14位可编程相位移位寄存器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键功能，并有单路FSK和BPSK数据接口，易产生单路线性或非线性调频信号。当采用标准时钟源时，AD9852可产生高稳定的频率、相位、幅度可编程的正、余弦输出，可用作捷变频本地振荡器和各种波形产生器。AD9852提供了48位的频率分辨率，相位量化到14位，保证了极高频率分辨率和相位分辩率，极好的动态性能。其频率转换速度可达每秒100×106个频率点。在高速时钟产生器应用中，可采用外接300MHz时钟或外接低频时钟倍频两种方式，给电路板带来了极大的方便，同时也避免了采用高频时钟带来的问题。在AD9852芯片内部时钟输入端有4～20倍可编程参考时钟锁相倍频电路，外部只需输入一低频参考时钟60MHz，通过AD9852芯片内部的倍频即可获得300MHz内部时钟。300MHz的外部时钟也可以采用单端或差分输入方式直接作为时钟源。AD9852采用＋3．3V供电，降低了器件的功耗。工作温度范围在－40°C～＋85°C。

本文采用AD9852所设计的频率合成器结构如图3所示。DDS模块分成二路输出：（1）第一路输出

100MHz～150MHz信号；（2）第二路输出150MHz～200MHz信号。其中DDS输出12．5MHz～25MHz的信号，经SWCON开关分成两路输出，一路输出12．5MHz～18．75MHz信号，经放大倍频、滤波，输出100MHz～150MHz信号；另一路输出18．75MHz～25MHz的信号经放大倍频、滤波输出150MHz～200MHz信号。

2FPGA与DDS接口设计

FPGA主要完成从外部向DDS写入频率控制字功能，其中频率控制字存储在FPGA内部RAM单元中。双方通过40针总线连接，其中信号线为：8位数据线、6位地址线、复位信号、updateclk（频率跳变信号）、swcon（开关：高频段和低频段转换信号，当swcon为低时输出高频段，当swcon为高时，输出低频段）、wr（写信号）。

摘要：介绍了VXI总线C尺寸专用中频信号源的设计，重点描述了VXI总线接口电路和用DDS实现的幅度可控的捷变频信号源电路。该模块已成功应用于实际的VXI总线雷达自动测试系统中。

关键词：VXI信号发生器DDSFPGA

VXI总线系统将计算机技术、测控技术和接口技术等多种高新技术紧密结合起来，具有结构紧凑、数据吞吐能力强、可靠性强等优点，成为自动测试系统的优秀平台。直接数字合成技术（DDS）提供传统频率合成方法难以实现的高分辨率、高频率转换速度及相位的连续性，这使得DDS具有广泛的应用前景。导弹雷达导引头的研制及生产是一个相当复杂和精密的过程。为实现导引头自动测试系统，研制了VXI专用信号源模块。这里采用VXI总线专用接口芯片IT9010与可灵活配置的FPGA器件设计VXI总线接口电路，采用DDS技术直接实现幅度可控的中频信号电路。

一般的雷达中频目标回波信号可以简单描述为：

s（t）＝∑An·rect（αt－β）cos（2πfdt＋φ）（1）

式中，An是回波起伏包络，rect（t）是矩形函数，α、β是目标回波参数，fd、φ是回波多普勒频率及初相。

摘要：介绍了一种基于FPGA和DDS（DirectDigitalSynthesizer）技术的跳频信号源实现方案。DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，其中频率控制字存储在FPGA内部RAM单元中，FPGA通过40针总线接口向AD9852写入频率控制字。该信号源具有可编程、可升级的优点。

关键词：DDSFPGA频率合成器跳频通信

在众多的通信技术中，扩频通信技术由于具有独特的抗干扰能力以及宽的使用频带而在军事通信领域倍受青睐。根据扩频通信调制方式的不同，它可以分为直接序列扩频方式（DS）、跳频方式（FH）、跳时方式（FT）及兼有以上方式中二种以上的混合方式。其中跳频通信具有保密性好、不易受远近干扰和多径干扰的影响等优点，是一种很有前景的通信方式。跳频系统的频率跳变，受到伪随机码的控制。不同的时间、不同的伪码相位，频率合成器产生的相应频率也不同。把跳频系统的频率跳变规律称为跳频图案。跳频图案是时间和频率的函数，故又称为时间－频率矩阵，简称时频矩阵。时频矩阵可直观描述出频率跳变规律，如图1所示。

跳频图案的设计是跳频通信系统的一个关键问题，直接影响到跳频系统的保密、抗干扰、多址等性能。一般要求跳频图案的周期要长，这就要求控制跳频图案的伪随机码周期要长，即移位寄存器的级数要大。

1基于FPGA和DDS技术的跳频信号源设计

跳频信号源即为载波频率按照一定跳频图案跳变的信号发生器。设计一个性能优异的跳频信号源，困难在于其优良的频谱性能。笔者提出了一种基于FPGA12和DDS技术的跳频图案的设计方案。指标如下：600跳／秒跳速；20个跳频点；3．4MHz跳频基带；68MHz跳频带宽；106．78MHz～172．14MHz跳频频率中20个频点。DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，写频率控制字采用ALTARA公司的可编程逻辑器件APEX20K系列中的EP20K100，其逻辑资源为10万门，两者通过40针总线接口相连3。其中，FPGA完成存储频率控制字、定时写入频率控制字的功能，AD9852则实现频率合成输出。频率合成器DDS是跳频信号源中的一个关键部件，其原理如图2所示。这种频率合成器工作频率高，可达GHz数量级；分辨率高，可达1Hz以下，稳定度高；体积小，重量轻，集成度高，这些都是其他频率合成器件难以比拟的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管脚表贴封装形式，其时钟频率为300MHz，并带有两个12位高速正交D／A转换器、两个48位可编程频率寄存器、两个14位可编程相位移位寄存器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键功能，并有单路FSK和BPSK数据接口，易产生单路线性或非线性调频信号。当采用标准时钟源时，AD9852可产生高稳定的频率、相位、幅度可编程的正、余弦输出，可用作捷变频本地振荡器和各种波形产生器。AD9852提供了48位的频率分辨率，相位量化到14位，保证了极高频率分辨率和相位分辩率，极好的动态性能。其频率转换速度可达每秒100×106个频率点。在高速时钟产生器应用中，可采用外接300MHz时钟或外接低频时钟倍频两种方式，给电路板带来了极大的方便，同时也避免了采用高频时钟带来的问题。在AD9852芯片内部时钟输入端有4～20倍可编程参考时钟锁相倍频电路，外部只需输入一低频参考时钟60MHz，通过AD9852芯片内部的倍频即可获得300MHz内部时钟。300MHz的外部时钟也可以采用单端或差分输入方式直接作为时钟源。AD9852采用＋3．3V供电，降低了器件的功耗。工作温度范围在－40°C～＋85°C。

1.引言

在许多工程测量中，都需要某种固定频率的正弦信号作为激励源，如利用模拟传感器的输出情况对所研制的监测系统、检测单元进行功能的验证：或者进行采集量程的标定工作等。在这些情况下，直接采用一个性能优越的信号发生器固然可以满足工作要求，但是这又带来了新的问题，一方面信号发生器是外配仪器，增加了系统的成本，另一方面也不便于自动化测量。利用D/A转换器加高阶滤波器的方式也可实现以上功能要求，但是在windows操作平台下，对软件技术提出了更高的要求。本文在科研项目的研究工作中恰好遇到了这样一个问题，在信号的检测与标定工作中需要一个120Hz、峰值从0.01V到10V可调的、失真小于1%的高精度正弦激励信号。本文采用常规的电路实现了这个功能。

2.原理与实现过程简述

本科研项目是基于PC-104总线的某型飞机发动机参数的检测系统，该系统需要一个用于飞机振动校准的激励信号给定单元。经仔细分析技术指标的要求，该单元需要一个幅值从0.01伏到10伏可调，且给定幅值稳定、波形失真小、频率为120Hz的交流信号源，幅值给定以0.01伏为一个间隔。如果我们利用砖码称重的原理，能很快地完成这一功能。显然，信号激励中只需要小数点后两位，即正弦信号峰值变化范围从10mV到10V，它有一位整数位、两位小数位。如果我们集中实现一个120Hz的高精度正弦波振荡器，然后从中取5伏、4伏、2伏、和l伏的“砖码”信号，可以通过电子开关组合，再用加法器形成l伏到10伏之间的任意一个峰值，类似地用0.5伏、0.4伏、0.2伏和0.1伏的“砖码”信号可以形成0.1伏到0.9伏的正弦信号，用0.05伏、0.04伏、0.02伏和0.01伏的“砝码”信号可以形成0.01伏到0.09伏的正弦信号，这三组“砝码”信号组合在一起则可以给出峰值从0.01伏到10伏、幅值变化台阶为0.01伏的任一峰值的正弦激励信号，完全可以满足工程的需要。

根据上述分析，我们设计出如图1所示的硬件框图。在图1中，正弦波信号源选用MAX038芯片，其输出正弦波频率可以在较宽的范围内调节，该芯片内部的结构设计可以保证向外提供失真度小于1%的正弦信号；为了提高信号的比例精度，所有的分压电阻全部定制，阻值精度可达千分之一；运放选用低漂移运放LM124；电子开关选用高性能的MAX4536的4路单刀单掷开关；另外，考虑到电子开关导通后有几十欧姆的压降，为了减小其影响，在加法器中反馈电阻与累加电阻均选择为几十千欧左右，进一步削弱电子开关导通电阻在比例加法器中的影响。由于以上措施的作用，可以大幅度提高电路在实际使用中的性能。

在图1所示电路中，电子开关为译码后控制，一位控制码控制一路开关，因此电子开关的控制共需要12个数字量输出接口，这在笔者所采用的嵌入式系统中是不允许的，因为没有这么多的资源，为了进一步满足系统的要求，采用单并转换技术，用三片4位移位寄存器CT1194串联组成一个12位的移位寄存器，框图如图2所示。

1综合标准信号源的功能需求及组成结构

作为地面气象保障测试仪器，综合标准信号源的组成结构与气象观测传感器的种类、信号输出电参量、信号源功能有关[1]。为便于应用，信号输出通道应该为并行输出通道，也就是每种要素传感器使用一个通道，不同要素传感器信号可以同时输出。总结目前国内主流自动气象站所用传感器，传感器类型及输出信号种类如表1所示。再考虑同类传感器具有不同的型号，如风向、风速传感器，不同型号的同类传感器输出电参量类型一致，但气象要素值与电参量的转换公式不同，这样存在同一信号输出通道不同传感器型号选择的功能需求[2]。另外，标准信号源应该具有输出值设置及运行状态、设置信息显示功能。自动气象站综合标准信号源组成结构包括主控单元、显示屏、操作键盘、各种传感器模拟信号输出电路及信号输出端口，结构图如图1所示。标准信号输出为并行输出设计，所有要素标准信号同时提供，所以图1中的接口板提供了各类信号的输出通道。图1中的信号处理电路主要完成在核心处理器控制下的各类标准信号的选通、变换功能，详细功能结构如图2所示。其中温度信号采用标准电阻的选通控制输出，即温度以特定值的形式输出，考虑应用的完善，特定值可以设置为：－50℃(80.31Ω)、－30℃(88.22Ω)、－10℃(96.09Ω)、0.00℃(100.00Ω)、10.0℃(103.90Ω)、30.0℃(111.67Ω)、50.0℃(119.40Ω)、80.0℃(130.90Ω)。

2综合标准信号源硬件、软件设计简介

本文所述综合标准信号源为智能化系统，所以硬件设计应选择嵌入式系统作为系统核心，应用高性能、低功耗的微处理器STM32开发是个比较经济的解决方案，可以采用32位STM32F103X系列微控制器作为主控芯片，通过库函数开发嵌入式固件程序控制外围功能电路实现信号通道的输出控制[3]。在固化程序方面，利用库函数编程技术，程序可读性及可扩展性强，能够有效实现综合标准信号源各项功能。程序运行流程为设备开机后，系统自动根据上次的设置值输出各类信号，用户根据键盘选择要素进行设置，设置内容包括传感器类型、输出值、输出电平、串口通讯参数等，设置完成后主控单元执行特定的程序控制外围电路输出用户所需标准信号，显示器同屏显示正在输出的各通道气象要素量及对应的电参量。综合标准信号源一般在地面气象观测设备运行现场应用，属于便携设备，所以电源模块应配备电池及充放电控制电路。温度信号使用标准电阻序列，MCU根据用户设置控制选通开关输出特定的电阻值。气压、风向等传感器模拟电压转换使用D/A转换电路。蒸发传感器模拟电流应用D/A转换电路配合标准电阻进行输出。雨量脉冲信号其实是干簧管的通断控制的开关电路，需要有激励源的特别处理。风速、风向等脉冲或频率信号需要应用电平选择控制电路。

3综合标准信号源在地面气象保障业务中的应用

应用于自动气象站采集器现场校准及备份采集器加电测试。首先将综合标准信号源通过专用信号线连接到采集器，然后开机，根据自动气象站采集器校准方法依次设置好标准信号源各要素的输出值和通讯参数之后，再读取采集器所采集到的各要素值或其他台站参数等。将获取到的采集器要素值与标准信号源输出值进行对比来判断该采集器是否正常[4]。应用于自动气象站在线故障检测。测试仪的标准信号源可以对自动站进行在线故障检测，一般使用排除法，依次将标准信号源输出的信号接入自动站各个接入点，通过查看对比采集器采集到的数值与输出的标准值来判断故障位置，达到快速准确排除故障的目的。例如湿度故障的检测。针对CAWS600系列和DZZ5、DZZ6自动站，当湿度出现故障时，从传感器一端开始检查，首先取下传感器，使用标准信号源设置好需要的湿度输出信号并将其接入信号传输线，查看监控软件的湿度值是否与设置值一致，如一致则为传感器故障；如不一致则继续使用标准信号源来检查下一节点，即主采集器机箱防雷板的信号接入端，查看数据是否一致，如一致则为信号线缆故障；如不一致则将标准信号源信号直接接入采集器，查看数据是否一致，如一致则为防雷板故障，如不一致则为采集器故障。针对DZZ4自动站，当湿度出现故障时，从传感器一端开始检查，首先取下传感器，使用标准信号源设置好需要的湿度输出信号并将其接入温湿度分采，查看监控软件的湿度值是否与设置值一致，如一致则为传感器故障；如不一致则检查分采的运行状态指示灯并查看分采数据，如数据异常则为分采故障。针对DYYZII自动站，当湿度出现故障时，从传感器一端开始检查，首先取下传感器，使用标准信号源设置好需要的湿度输出信号，并将其接入到信号传输线，查看监控软件的湿度值是否与设置值一致，如一致则为传感器故障；如不一致则继续使用标准信号源来检查下一节点，即外转接板的信号接入端，查看数据是否一致，如一致则为信号线缆故障；如不一致则将连接主采的7芯信号电缆的湿度信号与标准信号源连接，查看数据是否一致，如一致则为外转接板故障；如不一致则将标准信号源信号直接接入采集器，查看数据是否一致，如一致则为7芯信号电缆故障，如不一致则为采集器故障。

摘要：本文介绍设计的地面数字电视台内自告警方案，实现对台站内地面数字电视信号源、播出信号和发射机播出功率的监测报警。详细阐述了方案功能、方案架构和工作原理。

关键词：自告警；信号源；发射机；播出信号

一、引言

目前，广西广播电视技术中心所辖广播电视无线发射台除中波台和部分乡镇发射台外，均已完成中央广播电视节目无线覆盖工程的地面数字电视广播系统建设。根据技术中心要求，“有人留守、无人值班”的一二级发射台站，数字电视播出监控除了建设远程监控系统外，需同步建设完善的台站内自告警系统，作为远程监控系统的有效补充，以提高数字电视播出监测能力，保证远程监控系统故障时依然能对数字发射机的运行和播出情况进行实时有效预警，提升安全播出保障水平。本文基于河池二五〇台地面数字电视信号源、播出信号和发射机监测需求，设计台内自告警系统。

二、功能分析

台内自告警基于实现对台站内数字电视发射机的播出功率、信号源和播出信号进行监测以及故障报警而设计，使用的技术方案应该与远程监控系统不同，其运行具有独立性、稳定性和可靠性。河池二五0台目前播出两个频点的数字电视节目，共发射播出十二套中央电视节目和两套广西电视台节目、两套河池市电视台节目。台内自告警系统需实现以下功能：1.监测信号源和播出信号无音频、无视频故障时，启动声光告警；2.监测信号源和播出信号视频静帧故障时，启动声光告警；3.发射机播出降功率故障时，启动声光告警；4.信号源和播出信号显示于监视屏幕。