一种“集中控制分散制”的自动化农村有线广播站

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现在各地建立农村有线广播站的方法,一般是把广播用扩音机放在县城里,在各区及电话点设交换装置。开放广播时各区及电话点需人扳动交换装置,县城扩音机用相当高的音频电压把全县喇叭所需的电力沿电话线送出。我们认为这种方法在目前大规模建站的需要下是有缺点的,最突出的是有些县的部分区乡离县城太远,广播电力因受国家规定的送端电压的限制,以致远近得不到足够的电力,这就限制了有线广播的发展。另一缺点是借用电话线广播时,因为广播的音频电压太高,严重地干扰长途电话通信。其次是开放广播时各处必须有人扳交换装置,也是缺点。根据各县遇到的这些困难,我们参考了一些有关资料,想用另外一种建立农村有线广播网的方法,这种方法可以避免上述缺点,费用也比较便宜。

集中控制分散制

我们称这种方法为“集中控制分散制”,它是由一部“总机”和若干“分机”组成。总机包括一部小电力的扩音机和一部把交流电源变成直流电源的整流器。扩音机输出电力的大小根据分机的数量和距离县城的远近决定,一般有50瓦的电力就足够了;直流电源是供给分机电源用的。分机就是一套滤波器和一部省电电子管所组成的小型放大机,这放大机的输出就接到用户喇叭上去。工作时由总机向分机输送低电压的广播信号(约2、3伏),作为分机放大器的原始信号。总机并沿电话线向分机送出250伏的直流电流,供各分机作电源电力。当直流电源沿电话线向各处传输时,利用沿途的继电器把区及电话点的交换装置自动倒向广播,到分机时也利用继电器自动完成开机播音的动作。当停止播音时切断直流电源,继电器接点开关跳开,分机停止工作,线路又恢复到电话网的状态,见图1。

图1
图1 🔍原图 (1335×561)

因为每个电话点都可以设立一个分机,带上20个左右的200公厘直径的舌簧喇叭,使全乡都能听到广播,保证了距县城数十公里以外的喇叭和半里内的喇叭得到同样的音量。因为沿途交换装置都是自动倒换的,这就使维护工作十分方便。由于总机向分机输送的信号电压很低,即使和长途线路同杆挂线,也不会引起严重干扰,给建站工作带来不少方便和节省大量投资。

分机的构造

分机包括一套继电器控制设备和一部省电电子管装成的放大器,继电器控制设备中也包括了自动化的交换装置。放大器用2个电子管,即3Q5和1J6。

1J6是专门设计来作乙类放大的,它的屏压在135伏、栅到栅的激励电压为50伏时,输出有2.2瓦。激励的功率为170毫瓦,所以一只3Q5用90伏的屏压,栅极输入4.5伏时,可以勉强推动(图2)。输入变压器T\(_{1}\)用1:5变压器,只要初级用线粗,有中心抽头,并有足够的耐压和感抗就可以,初级的线所以越粗越好是因为直流电源是经过初级线圈而通入放大器的。T2是1J6的激励变压器,初次级的圈数比是1:1.2,次级要中心抽头。输出变压器T\(_{3}\)初次级圈数比是3:1,初级用0.l公厘线径的漆包线绕4800圈(2×2400圈),中心抽头;次级用0.25—0.27公厘线径的漆包线绕1600圈。铁片尺寸见图3。共中a=1.9公分,b=1.7公分,h=4.6公分,叠厚2.0公分。

图2
图2 🔍原图 (1280×993)

总机用250伏向各分机输送直流电流时,由于线路远近不同,到达分机的电压有高有低。因此,分机的电源电压由图2中的R\(_{3}\)控制。同样,继电器甲的工作电压由R4调整,灯丝电压由R\(_{5}\)调整。图中有两种不同的接地符号,已在图中说明,接线时不能相混。为了保证直流电源的良好供应,接地电阻越小越好。我们在建站中用2公尺长3公分宽的薄铜皮,埋入底部面积为0.5公尺×2.5公尺,铺有大量炭末和食盐水的黑土坑中深1公尺,经测量接地电阻为25欧。这样分机的地线降去直流电压约25欧×0.03安=0.75伏,影响不大。分机的灯丝电源是采用蓄电池供给的方法,一部分机所需灯丝电流为0.34安,以30安时的蓄电池为例,如每日播音2小时,约可用一个多月才需送到广播站充电。

从图2中可以看出,广播信号是经T\(_{1}\)和电位器R1输入3Q5的栅极进行放大,去激励1J6,再从T\(_{3}\)输出通到各个喇叭。直流电源由启动扼制圈CH2中心端到继电器甲,立即吸动开关,把放大器的灯丝电压接通,灯丝燃热后各电子管开始工作,3Q5屏流经继电器乙,吸动所带的开关,把继电器甲的电流切断,但继电器甲停止工作后,继电器乙所带的开关就接替它把灯丝接通,并且把电话机的接线从区乡线上切断。CH\(_{2}\)始终接在电话线上,因此感抗要较大,否则会使电话摇不响,广播信号减小。但感抗一大,必然会使直流电阻增加,所以要在T1的初级抽头,当继电器乙工作时,使直流电也能进入T\(_{1}\)初级,再由Tl中心抽头输出,减少直流电阻。

图3
图3 🔍原图 (305×311)

3Q5应有一只代丙电阻,以供给-4.5伏的栅偏压,这只电阻就利用继电器乙线圈的电阻来代替,它的启动电压相当于栅偏压-4.5伏,电流30毫安,最大容许电流可在60亳安左右。由于它的功率很小,机械构造要求非常灵活精巧。继电器甲只在每次开机时才使用一两秒钟,所以电压可以用得高,电流用得大,一般可用120伏,40毫安,机械构造要求就不一定很高。

图2中各继电器开关位置是在没有开放广播时的情形。

自动化的交换装置

除了电话点的自动交换装置已在前面说明外,各区也需要如图4所示的交换装置。因为“集中控制分散制”不用区级馈线变压器,大大地简化了这一级的自动交换装置。

图4
图4 🔍原图 (1000×506)

当总机没有向电话线输送直流电流时,继电器丙的开关由于弹簧的拉力,处于图4中的位置。这时,县区线和该区的各区乡线都接成电话网。但当沿电话线输送直流电源时,电流经启动扼制圈CH\(_{1}\)流入继电器丙,继电器丙的开关闭合,立即将区乡线接到县区线上,完成交换动作。

总机

总机包括一部较好的50瓦扩音机和一部整流器。扩音机最好要有深度的负回授,而且输出变压器要有较多的抽头。

全县所需直流电源,可以按每部分机耗电30毫安计算,每个区因为有自动化的交换装置,所以要增加10毫安。例如某县共有7个区,分装45部分机,须要直流电源被公式P=EI=250×[145×0.03+7×0.01]=355瓦。为了有足够的电力起见,可以做一个500瓦的整流器(图5)。图中电源变压器初级220伏,附电压调节,次级高压295伏,灯压6.3和2.5伏。

图5
图5 🔍原图 (686×579)
图6
图6 🔍原图 (558×497)

总机输出的广播信号经电容器C接到扼制图CH的两边后向分机输出(图6),直流电源输入CH的中心抽头,对线圈的两边保持平衡,所以信号不会进入整流器。直流电源从CH中心抽头进去,经两边的线圈输出,因为扩音机输出端接有电容器C,所以直流电源也不会进入扩音机。实际上这种输送直流电源的方法,等于把电话线并联成单线,并利用大地作另一导体,更增加了架设分机的距离。

服务范围

这种建站方法的服务范围只受沿途直流电阻的影响,这里有简单的计算方法:总机输出是250伏,要求在分机端的线路直流电压不低于135伏,或沿途电压降不超过250-135=115伏,所以115TRG+I\(_{B}\)[(RBD2)+R\(_{C}\);2]+I'B[(\(\frac{R'D'}{2}\)+R'CR"\(_{C}\);2(R'C+R"\(_{C}\)))+R'G]。式中I\(_{T}\)—整流器输出总电 流(安),RG—整流器输出接地端接地电阻(欧),IB—分到该区的直流电流(安),R\(_{B}\)—该县区线每公里的单线直流电阻,D—县到区的距离(公里),RC—CH的电阻(中心抽头到任一端),I'\(_{B}\)—从区到乡的电流,每部分机平均以0.04安计,R'B—区乡线每公里的单线直流电阻,D'—区到乡的距离(公里),R'\(_{C}\)—CH2的电阻(中心抽头到任一端),R"\(_{C}\)—T1初级线圈的电阻(中心到任一端),R'\(_{G}\)—分机电源线接地电阻。

例如某县某区距县城50公里,架的是4.0公厘线径的双铁线,该区共有分机7部,其中最远的一部距区30公里,架的是2.0公厘线径的双铁线,我们可检查一下这个距县城80公里处的分机是否能够工作。已知I\(_{B}\)=7×0.04=0.28安,RB =10欧,D=50,I'\(_{B}\)=0.04安,D'=30,R'D=40欧。并设I\(_{T}\)=2安, RG=5欧,R\(_{C}\)=20欧,R'C=100欧,R"\(_{C}\)=50,R'G=25欧,代入上式得:

2×5+0.28[(\(\frac{10×50}{2}\))+20;2]+0.04[(\(\frac{40×30}{2}\)+100×50;2(100+50))+25]=108.5伏。

结果降压还不到115伏,可以应用。事实上在建站工作中还很少见到有超出这个范围的县城。(湖北人民广播电台 徐治洋)