山东电视台地球站有两套播出系统，分别是速调管功放系统(一主一备)和全固态功放系统(一主一备)，等于是四套设备播放一套节目。这样的配置对于播出的安全保证应该是很高的．全国各省市的上星站也大都是如此。
两套系统彼此独立，为完成切换，我们专门设计了一个“一键式”倒换开关。在主播(在播)系统发生故障造成停播的情况下，可以人工切换到备播系统以保障播出的连续性。但人的反应速度有很大的不确定性，特别是夜间，当值班人员感觉疲惫时，反应会变得迟钝。2009年3月22日清晨6时许我站曾发生过一次设备故障，值班人员从发现停播到作出切换用时15秒。毕竟值了一夜班比较疲劳，反应速度应该说也不算慢，但停播超过10秒就算是重大事故，而在安全保障期超过5秒就算是重大事故。
本来．在主播系统的两套设备之间应该自动完成切换，但由于系统网管对从故障判断到做出反应需近l分钟的时间，因此系统内的切换很不及时(我站使用的是哈雷公司的编码复用设备，其网管控制的反应时间就是这样，其它使用该种设备的台站也是如此)，不能满足安全播出的要求。因此实现主备播系统的自动切换显得尤为重要，由此，我们有了要研制一个主备播系统自动切换装置的创意。要实现自动切换，必须要有判断主播系统确实停播的可靠依据并根据这一依据实现对“一键式”切换开关的触发。
如何对停播做出判断呢?所有下行接收机同时出现黑屏(接收的码流中断)可以作为停播的依据之一。我站共有4路下行接收天线，分别为12米、7米、3米和2米，如果4台接收机同时出现黑屏，则可以肯定是停播。如果把接收机的正常图像和黑屏用高低电平做出表示．利用或非门电路进行判别，则可作为产生触发切换开关动作的依据。
或非门的逻辑关系是：Y=A+B+c+D，即4个输入中只要有—个是高电平，输出就是低电平，只有4路均为低电平时，输出为高电平。这与我站的情况是符合的，就是只要有一台接收机能播出图像，则可说明我站没有停播。只有当4台接收机都出现黑屏时，才可以断定是停播。
问题是如何把把正常图像与黑屏的区别用高低电平表示出来?很显然接收机本身并不具有这样的功能或输出，最初考虑用接收机的锁定指示灯或接收电平作为正常图像的高电平表示，黑屏时为低电平，但试验发现信号源、编码器、复用器、调制器的故障均表现为黑屏而载波正常，上述两处的电平指示没有变化，仅在载波跌落的情况下有效(即高功放或上变颊器故障的情况下)，保护范围有限，因而此种方法不具可行性。
为此我们对卫星接收机的电路仔细的研究试验，发现在接收机内部的一个测试点上，正常图像时，该点电平为低电平，而在接收码流中断(外在表现为黑屏)时表现为高电平。
这样我们就找到了解决问题的关键所在。首先对四台卫里接收机进行简单的改造，然后设计一个具有声光告警功能的逻辑控制电路。
接收机的改造方法
步骤一：打开上盖，找到Ul5主芯片，在芯片的左上位置有一个TP4测试点，见图l。将—个l00欧的贴片电阻的一端焊接在TP4测试点上，电阻的另一端用飞线引出。
步骤二：找到J401(AV6接口)，将图2所示的接口钢片剪断。这样做的目的是将AV6上排的白色音频端子与音频信号分离开。由于接收机本身带有4个音频输出端口(两路立体声)，破坏掉一个不影响正常使用。
步骤三：将TP4串联电阻的飞线与J401(AV6)剪断的端子焊接在一起。这样就可以从AV6上排的白色音频端子引出黑屏检测信号。
同时对四台接收机进行了改造，接着我们着手逻辑电路的设计。
电路设计要点
1．电路设计要确保不能有误动作
2．对各播出环节因切换造成的瞬间闪自不动作
3．确实的停播必须有确实的切换动作
4．要有声光告警提示功能
5、要能长期可靠运行
6、保留原来的手动切换功能
7．利用已有设备，减少投资。做到低成本开发
根据以上要求，开始了电路的设计与制作，选定CD4001为逻辑电路主老片，因为它的逻辑关系与我们的要求相符，就是只有4路接收机均出现码流中由(黑屏)时，可以断定是停播，单台括收机出现异常而其它正常则不是停播。
这样就杜绝了误动作的可能性。
系统由四台卫星接收机和一个逻辑判断电路组成，四台接收机分别对应不同口径的接收天线，在用于下行监看的同时．具有采集和判别视频码流中断与否的功能。
电路分析
上图是较为简单的画法，四路输入只画出了一路即A路．CD4002是双四输入或非门。只使用了单路并采用了简单的表示方法，个别元件也没有标注编号。
为了隔离接收机与自动切换器之间的电源联系输入端使用了光电耦合器，因为二者的电源不共地。
当4台接收机输出正常图像时，TP4的端口输出4路低电平，此时光电耦合器截止．CD4002的四个输入端A、B、C、D高电平。绿色LED发光，表示信号正常，经过或非闩后输出低电平，开关Kl闭合的情况下，告警蜂鸣器无声，继电器不吸合，无切换信号输出。
当某一路接收机(如A路)由于种种原因如高频头故障等出现黑屏时，接收机A的TP4高电平．，光耦闭合，红色LED亮，绿色LED熄灭，A输入端低电平。但由于其它接收机正常，B、C、D端还是高电平，经过或非门的判断输出仍然不变，不告警，不对外输出切换指令，红色LED亮只是作为故障提醒。
当出现停播事故，4路接收机均出现黑屏时，4路接收机的TP4同时变为高电平，四路光耦闭合，A、B、C、D同时低电平，经过或非门电路后输出高电平，绿灯全部变成红灯，此时DGl和DG2同时导通，蜂鸣器发出告警声音，继电器瞬问吸合， “一键式”开关在内部短路，与人工触发等效．主播系统被切换到备播系统。当节目恢复后告警声自动消失，当备播系统故障时同样可以切换到主播系统。
外观设计
外观采用一个标准u的机箱，前面板有红绿发光二极管显示窗口、电源开关、告警蜂呜器和告警一取消开关(K1)。背面有四路电平输入端口和一路切换信号输出端口。
试验测试
样机制作完成后，对样栅讲行了测试。
试验表明：完全达到设计预期，对播出各环节故障造成的停播均能在3秒钟作出反应，切换到另一套系统继续播出(这3秒钟的延迟是接收机内的CPU检测到码流中断后在TP4测试点上从低电平到高电平的反转时间，而这正是我们所期望的一个延迟时问)，基本保障了节目播出的连续性，等于是有事故但不停播。
试验同时表明：对于小于3秒的信号中断或称之为瞬间闪断，自动切换装置不予理会，避免了误动作。两年多来的实际使用也表明该设备不会出现任何误动作。
2010年8月2日上午8：45分，成功拦截了一次因编码器电源故障造成的停播事故，在值班人员未作出反应时自动完成了主备播系统的切换。
该统研制成功的意义是极大地减轻了值班人员的精神压力，大大减少了停播率，为向无人值守奠定了基础，是两套播出系统间实现自动切换的首创。该项目通过了山东省电子产品检验所的检测，获得了2010年广电总局的技术革新三等奖。具有在全国地球站推广的价值。
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