CN100547947C - 公共广播系统中二线制多信号传输的扬声器检测控制线路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在公共广播系统中二线制多信号传输的扬声器检测控制线路，特点在于用二线制同时传输定压音頻信号、双向载波控制信号、直流电源，其三者经音频信号带通滤波器、载波信号带通滤波器、直流电源低通滤波器后混合用二线制同时传输，终端部分由相同的滤波器取出音頻信号、载波控制信号、直流电源，再经终端处理电路按指令执行，实现数十至数百只扬声器的故障检测和开与关控制。本发明的问世彻底替代了多线制，可降低了成本、非常便于现场施工、提高效率和广播系统的可靠性。特别适用于学校、奥运体育场馆、楼寓广播、地铁车站、火车站、飞机场等大型公共广播系统。

Description

公共广播系统中二线制多信号传输的扬声器检测控制线路

技术领域：

本发明涉及一种有线公共广播传输线路。具体地说，特别涉及二线制公共广播线路中同时传输定压音頻信号、载波控制信号、直流电源信号，实现扬声器的故障检测和开与关控制。

背景技术：

目前，公知的有线公共广播系统中可连接数十至数百只扬声器组成广播网。一般采用二根导线传输120V或240V定压音頻信号至扬声器。简称二线制。但是若在广播系统中实现扬声器的故障检测或开与关的控制，至少还要增加二根导线传输控制信号和直流电源，这样形成四线制或多线制，才能实现扬声器的故障检测或开与关的控制。采用多线制方式的缺陷在于：(一)公知多线制公共广播系统中增加二根传输控制信号和直流电源的导线，使线缆材料加倍，无疑使成本成倍增加；(二)在学校、体育场馆、楼寓广播、地铁车站、火车站、飞机场等较大的公共广播系统中，数十至数百只扬声器与广播设备间的距离可达数百或数千米，现场施工必须分清定压音頻信号的导线和传输控制信号的导线，其相互之间不容误接，无疑给现场施工带来相当的难度，至今未有解决。

发明内容：

本发明的目的在于研制一种特别适用于公共广播系统中用二线制多信号传输的扬声器检测控制线路。在二线制定压广播线路中采用频率分隔方式传输多信号，只用二线制能完成定压广播音频信号、双向载波信号、直流电源信号的同时传输，且互不影响，实现公共广播系统中二线制多信号传输的扬声器检测与控制。

本发明的另一个目的是采用二线制多信号传输的扬声器检测控制线路，省去了二根传输控制信号和直流电源的导线，降低了成本、非常便于现场施工、提高工作效率和广播系统的可靠性。

本发明的再一个目的是采用二线制多信号传输的扬声器检测控制线路，可在对音频信号没有相位要求的场合下，连接终端时可不考虑极性。

本发明是通过下述技术方案实现的：见附图1或2，它包括定压音频信号带通滤波器1、载波信号带通滤波器2、直流电源信号低通滤波器3、终端音频信号带通滤波器4、终端低通滤波器5、终端载波信号带通滤波器6、终端处理电路7，其特征在于：定压音频信号是通过定压音频信号带通滤波器1输出、双向的载波信号是通过载波信号带通滤波器2输出或输入、直流电源信号是通过直流电源信号低通滤波器3输出，各信号分别对应各自的滤波器1、2、3，其输出端并联后与终端音频信号带通滤波器4、终端低通滤波器5、终端载波信号带通滤波器6的各输入端同时相连，终端音频信号带通滤波器4输出音频信号、终端低通滤波器5输出直流电源信号、终端载波信号带通滤波器6接收或回馈载波信号，再经终端处理电路7处理，扬声器开与关的控制信号经场效应管U放大推动继电器S，微处理器W经电阻器V接至扬声器完成故障检测，从而实现公共广播系统中用二线制传输多信号的扬声器故障检测和开与关控制。

定压音频信号带通滤波器1包括电感器A、电容器B；载波信号带通滤波器2包括载波耦合变压器C、谐振电容器D；直流电源信号低通滤波器3包括扼流圈E；终端音频信号带通滤波器4包括音频线间变压器F、扬声器Y；终端载波信号带通滤波器6包括载波耦合变压器H、谐振电容G；终端低通滤波器5包括隔直电容器I、桥式整流器J、滤波电容器K；终端处理电路7包括电阻器L、稳压管M、电容器N、电阻器O、二极管P、电容器Q、场效应管R、继电器S、二极管T、场效应管U、电阻器V、微处理器W、石英晶体X；其电路连接关系是输入的定压音频信号一端与电感器A一端相连，输入的定压音频信号另一端与电容器B一端相连；载波信号两端分别与载波耦合变压器C初级两端相连；输入的直流电源信号一端和扼流圈E一端相连，扼流圈E另一端与谐振电容器D一端、电感器A另一端、载波耦合变压器H初极下端、隔直电容器I一端和桥式整流器J交流输入一端同时相连，谐振电容器D另一端和载波耦合变压器C次级上端相连，直流电源信号另一端与载波耦合变压器C次极下端、电容器B另一端、谐振电容器G一端和音频线间变压器F初极上端同时相连，谐振电容器G另一端与载波耦合变压器H初极上端相连，音频线间变压器F初极下端与隔直电容器I另一端和桥式整流器J交流输入另一端同时相连，桥式整流器J正输出端与滤波电容器K一端、载波耦合变压器H次极下端、电阻器L一端、二极管T负极和继电器S的线圈一端同时相连，音频线间变压器F次极上端与扬声器Y一端、桥式整流器J负输出端、滤波电容器K另一端、场效应管R的源极、场效应管U的源极、电阻器O一端、电容器Q一端、稳压管M正极和微处理器W第8脚VSS脚同时相连，电阻器L另一端与稳压管M负极和微处理器W第1脚VDD电源同时相连，石英晶体X两端分别与微处理器W第2脚晶振脚和第3脚晶振脚相连，载波耦合变压器H次极上端与电容器N一端和场效应管R的漏极同时相连，电容器N另一端与电阻器O另一端和二极管P正极同时相连，二极管P负极与电容器Q另一端和微处理器W第4脚IO 3脚同时相连，扬声器Y另一端与继电器S的开关一端和电阻器V一端同时相连，继电器S的开关另一端与音频线间变压器F次极下端相连，电阻器V另一端与微处理器W第5脚IO 2脚相连，微处理器W第7脚IO 0脚与场效应管R的栅极相连，微处理器W第6脚IO 1脚与场效应管U的栅极相连，场效应管U的漏极与继电器S线圈的另一端和二极管T正极同时相连。

终端音频信号带通滤波器4输出的音频信号经继电器S接至扬声器；终端载波信号带通滤波器6收到的载波信号经二极管P检波后送至微处理器W；回馈的载波信号经场效应管R放大后送至终端载波带通滤波器6中的载波耦合变压器H次极上端，完成其双向载波信号的传输；微处理器W经电阻器V接至扬声器完成故障检测；扬声器的开与关控制信号经场效应管U放大后推动继电器S完成。

用二线制传输的多信号是指音频信号、双向的载波信号、直流电源信号；传输的双向载波信号是指载波信号带通滤波器2输出的载波信号由终端载波带通滤波器6接收，回馈的载波信号经终端载波带通滤波器6送回载波信号带通滤波器2两端；终端音频信号带通滤波器4、终端低通滤波器5、终端载波带通滤波器6、终端处理电路7组成终端部分。

在一个二线制公共广播系统中，可连接多个或数百个终端部分和扬声器。

本发明的优点和积极效果：(一)公共有线广播系统中广播设备与终端扬声器之间，只采用二线制传输120V定压音頻信号、传输已调制的载波控制信号、直流电源信号，其相互间无衰减，实现扬声器故障检测或开与关控制。彻底解决了现有多线制的缺陷；(二)由于本发明的问世，实现了在广播系统中只采用二线制传输多信号，可降低成本、非常便于施工，特别是可在对音频信号没有相位要求的场合下，连接终端时可不考虑极性。

附图说明

附图1是公共广播系统中二线制多信号传输的扬声器检测控制线路方框图：其中：1是定压音频信号带通滤波器；2是载波信号带通滤波器；3是直流电源信号低通滤波器；4是终端音频信号带通滤波器；5是终端低通滤波器；6是终端载波带通滤波器；7是终端处理电路。

附图2是公共广播系统中二线制多信号传输的扬声器检测控制线路电原理图。

最佳实施方式

为了实施公共广播系统中二线制多信号传输的扬声器检测与控制，结合附图1或2做进一步描述，(一)定压音频信号带通滤波器1、载波信号带通滤波器2、直流电源信号低通滤波器3、终端音频信号带通滤波器4、终端低通滤波器5、终端载波信号带通滤波器6、终端处理电路7，其特征在于：定压音频信号是通过定压音频信号带通滤波器1输出、双向的载波信号是通过载波信号带通滤波器2输出或输入、直流电源信号是通过直流电源信号低通滤波器3输出，各信号分别对应各自的滤波器1、2、3，其输出端并联后与终端音频信号带通滤波器4、终端低通滤波器5、终端载波信号带通滤波器6的各输入端同时相连，终端音频信号带通滤波器4输出音频信号、终端载波信号带通滤波器6接收或回馈载波信号、终端低通滤波器5输出直流电源信号，再经终端处理电路7按指令执行，实现公共广播系统中用二线制传输多信号的扬声器故障检测和开与关控制。

(二)再见附图2，定压音频信号带通滤波器1包括电感器A、电容器B；载波信号带通滤波器2包括载波耦合变压器C、谐振电容器D；直流电源信号低通滤波器3包括扼流圈E；终端音频信号带通滤波器4包括音频线间变压器F、扬声器Y；终端载波信号带通滤波器6包括载波耦合变压器H、谐振电容G；终端低通滤波器5包括隔直电容器I、桥式整流器J、滤波电容器K；终端处理电路7包括电阻器L、稳压管M、电容器N、电阻器O、二极管P、电容器Q、场效应管R、继电器S、二极管T、场效应管U、电阻器V、微处理器W、石英晶体X；其电路连接关系是输入的定压音频信号一端与电感器A一端相连，输入的定压音频信号另一端与电容器B一端相连；载波信号两端分别与载波耦合变压器C初级两端相连；输入的直流电源信号一端和扼流圈E一端相连，扼流圈E另一端与谐振电容器D一端、电感器A另一端、载波耦合变压器H初极下端、隔直电容器I一端和桥式整流器J交流输入一端同时相连，谐振电容器D另一端和载波耦合变压器C次级上端相连，直流电源信号另一端与载波耦合变压器C次极下端、电容器B另一端、谐振电容器G一端和音频线间变压器F初极上端同时相连，谐振电容器G另一端与载波耦合变压器H初极上端相连，音频线间变压器F初极下端与隔直电容器I另一端和桥式整流器J交流输入另一端同时相连，桥式整流器J正输出端与滤波电容器K一端、载波耦合变压器H次极下端、电阻器L一端、二极管T负极和继电器S的线圈一端同时相连，音频线间变压器F次极上端与扬声器Y一端、桥式整流器J负输出端、滤波电容器K另一端、场效应管R的源极、场效应管U的源极、电阻器O一端、电容器Q一端、稳压管M正极和微处理器W第8脚同时相连，电阻器L另一端与稳压管M负极和微处理器W第1脚同时相连，石英晶体X两端分别与微处理器W第2脚和第3脚相连，载波耦合变压器H次极上端与电容器N一端和场效应管R的漏极同时相连，电容器N另一端与电阻器O另一端和二极管P正极同时相连，二极管P负极与电容器Q另一端和微处理器W第4脚同时相连，扬声器Y另一端与继电器S的开关一端和电阻器V一端同时相连，继电器S的开关另一端与音频线间变压器F次极下端相连，电阻器V另一端与微处理器W第5脚相连，微处理器W第7脚与场效应管R的栅极相连，微处理器W第6脚与场效应管U的栅极相连，场效应管U的漏极与继电器S线圈的另一端和二极管T正极同时相连。(三)终端音频信号带通滤波器4输出的音频信号经继电器S接至扬声器；终端载波信号带通滤波器6收到的载波信号经二极管P检波后送至微处理器W；回馈的载波信号经场效应管R放大后送至终端载波带通滤波器6中的载波耦合变压器H次极上端，完成其双向载波信号的传输；微处理器W经电阻器V接至扬声器完成故障检测；扬声器的开与关控制信号经场效应管U放大后推动继电器S完成。(四)音频线间变压器F输出的音频信号经继电器S接至扬声器，微处理器W第6脚按指令输出的信号经场效应管U放大后推动经继电器S实现扬声器的开与关控制；由载波耦合变压器H次极接收到的载波控制信号经电容器N耦合，再经二极管P检波后送至微处理器W第4脚，由微处理器W按指令执行，在继电器S的开关断开状态下微处理器W第5脚经电阻器V完成扬声器的故障检测；回馈的载波信号由微处理器W第7脚输出，经场效应管R放大后送至载波耦合变压器H次极上端，再由载波耦合变压器H初极经谐振电容器G、谐振电容器D、载波耦合变压器C返回，实现双向载波信号传输。(五)载波控制信号和回馈的载波信号应采用串行数据，终端部分应采用先接收后回馈方式。(六)终端处理电路7中的微处理器W要求是低功耗型器件，因为数千米传输线路中导线的直流电阻有数十至数百欧姆，对低压直流电源的损耗是很大的。(七)音频信号的频率应在20KHz以下，音频信号的电压应在240V以下，载波控制信号的载波频率应在300KHz以下，直流电源电压应在36V以下。

Claims (5)

1.公共广播系统中二线制多信号传输的扬声器检测控制线路，它包括定压音频信号带通滤波器(1)、载波信号带通滤波器(2)、直流电源信号低通滤波器(3)、终端音频信号带通滤波器(4)、终端低通滤波器(5)、终端载波信号带通滤波器(6)、终端处理电路(7)，其特征在于：定压音频信号是通过定压音频信号带通滤波器(1)输出、双向的载波信号是通过载波信号带通滤波器(2)输出或输入、直流电源信号是通过直流电源信号低通滤波器(3)输出，各信号分别对应各自的滤波器(1)、(2)、(3)，其输出端并联后与终端音频信号带通滤波器(4)、终端低通滤波器(5)、终端载波信号带通滤波器(6)的各输入端同时相连，终端音频信号带通滤波器(4)输出音频信号、终端低通滤波器(5)输出直流电源、终端载波信号带通滤波器(6)接收或回馈载波信号，再经终端处理电路(7)处理，扬声器开与关的控制信号经场效应管U放大推动继电器S，微处理器W经电阻器V接至扬声器完成故障检测，从而实现公共广播系统中用二线制传输多信号的扬声器故障检测和开与关控制。

2.按照权利要求1所述的检测控制线路，其特征在于：定压音频信号带通滤波器(1)包括电感器A、电容器B；载波信号带通滤波器(2)包括载波耦合变压器C、谐振电容器D；直流电源信号低通滤波器(3)包括扼流圈E；终端音频信号带通滤波器(4)包括音频线间变压器F、扬声器Y；终端载波信号带通滤波器(6)包括载波耦合变压器H、谐振电容G；终端低通滤波器(5)包括隔直电容器I、桥式整流器J、滤波电容器K；终端处理电路(7)包括电阻器L、稳压管M、电容器N、电阻器O、二极管P、电容器Q、场效应管R、继电器S、二极管T、场效应管U、电阻器V、微处理器W、石英晶体X；其电路连接关系是输入的定压音频信号一端与电感器A一端相连，输入的定压音频信号另一端与电容器B一端相连；载波信号两端分别与载波耦合变压器C初级两端相连；输入的直流电源信号一端和扼流圈E一端相连，扼流圈E另一端与谐振电容器D一端、电感器A另一端、载波耦合变压器H初极下端、隔直电容器I一端和桥式整流器J交流输入一端同时相连，谐振电容器D另一端和载波耦合变压器C次级上端相连，直流电源信号另一端与载波耦合变压器C次极下端、电容器B另一端、谐振电容器G一端和音频线间变压器F初极上端同时相连，谐振电容器G另一端与载波耦合变压器H初极上端相连，音频线间变压器F初极下端与隔直电容器I另一端和桥式整流器J交流输入另一端同时相连，桥式整流器J正输出端与滤波电容器K一端、载波耦合变压器H次极下端、电阻器L一端、二极管T负极和继电器S的线圈一端同时相连，音频线间变压器F次极上端与扬声器Y一端、桥式整流器J负输出端、滤波电容器K另一端、场效应管R的源极、场效应管U的源极、电阻器O一端、电容器Q一端、稳压管M正极和微处理器W第8脚VSS脚同时相连，电阻器L另一端与稳压管M负极和微处理器W第1脚VDD电源脚同时相连，石英晶体X两端分别与微处理器W第2脚晶振脚和第3脚晶振脚相连，载波耦合变压器H次极上端与电容器N一端和场效应管R的漏极同时相连，电容器N另一端与电阻器O另一端和二极管P正极同时相连，二极管P负极与电容器Q另一端和微处理器W第4脚IO3脚同时相连，扬声器Y另一端与继电器S的开关一端和电阻器V一端同时相连，继电器S的开关另一端与音频线间变压器F次极下端相连，电阻器V另一端与微处理器W第5脚IO2脚相连，微处理器W第7脚IO0脚与场效应管R的栅极相连，微处理器W第6脚IO1脚与场效应管U的栅极相连，场效应管U的漏极与继电器S线圈的另一端和二极管T正极同时相连。

3.按照权利要求1所述的检测控制线路，其特征在于：终端音频信号带通滤波器(4)输出的音频信号经继电器S接至扬声器；终端载波信号带通滤波器(6)收到的载波信号经二极管P检波后送至微处理器W；回馈的载波信号经场效应管R放大后送至终端载波带通滤波器(6)中的载波耦合变压器H次极上端，完成其双向载波信号的传输；微处理器W经电阻器V接至扬声器完成故障检测；扬声器的开与关控制信号经场效应管U放大后推动继电器S完成。

4.按照权利要求1或3所述的检测控制线路，其特征在于：用二线制传输的多信号是指音频信号、双向的载波信号、直流电源信号；传输的双向载波信号是指载波信号带通滤波器(2)输出的载波信号由终端载波信号带通滤波器(6)接收，回馈的载波信号经终端载波带通滤波器(6)送回载波信号带通滤波器(2)两端；终端音频信号带通滤波器(4)、终端低通滤波器(5)、终端载波带通滤波器(6)、终端处理电路(7)组成终端部分。

5.按照权利要求1所述的检测控制线路，其特征在于：在一个二线制公共广播系统中，可连接多个或数百个终端部分和扬声器。

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