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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，實現了本區(qū)域的廣播信號覆蓋。但是農民擁有的收音機數量很少，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，還是利用現有的有線電視網絡、電話網絡、無線調頻網絡來實現農村廣播的覆蓋？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，對怎樣利用現有無線調頻廣播系統(tǒng)來實現農村廣播，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數字調制方式來實現廣播尋址功能，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）輸出數字信號，這個數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數字編碼器相連接，數字編碼器將尋址信號采用FSK數字調制技術，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，數據庫備份還原、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副信道數字編碼器是智能調頻系統(tǒng)的控制與數據編碼變換、傳輸的關鍵處理設備。它利用頻移鍵控（FSK）方式將數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據傳輸，主要特點如下：
支持RS-485和RS-232兩種控制方式輸入；
數據通信速率可達2400bit/s；
信號數字處理嚴格，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 項目 技術參數
數據調制方式 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
調制數據速率 2400bit 功率 <5W
數據接口 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�？筛鶕脩粢蠖ㄖ瞥奢d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 項 目 技 術 參 數
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 項 目 技術參數
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。●PLL鎖相技術，82.5-108MHz全自動電調諧、手動自動搜索●LED數字頻率，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 項 目 技術參數
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，廣播電臺現有的發(fā)射機不需要做任何改造，就可以實現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)網平臺，與聽眾實現互動溝通。
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)網送到計算機，實現全方位的宣傳，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
利用現有調頻廣播發(fā)射機來實現可尋址城市廣播、農村廣播，是當前實現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，同時可以實現點對點可尋址廣播。在發(fā)生緊急情況后，可以實現緊急疏散、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緊急廣播信號的傳輸。所以，利用現有調頻發(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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