CN104486707A - 一种功放主备切换器及其功放故障判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功放主备切换器及其功放故障判断方法，方法包括：检测信号发生器发出有源音频信号；有源音频信号依次经过增益调整、混合和输入开关控制模块调整后由相应通道的功放单元或备用功放单元进行放大，得到放大后的有源音频信号；信号检测模块对放大后的有源音频信号进行检测，并根据检出的放大信号是否达到预设的放大倍数判断功放单元所处的状态。本发明检测信号发生器能发出有源音频信号，克服了传统检测模块工作时需要从外界输入音频检测信号的缺陷，可以在音响系统使用前、使用中进行故障判断，且省去了进行系统开机检测和需将前置放大器音量调谐到最大等繁琐操作过程，操作简单方便、效率高且较为可靠，可广泛应用于功放领域。
Description
技术领域
本发明涉及功放领域，尤其是一种功放主备切换器及其功放故障判断方法。
背景技术
功放在音响系统中承担着功率放大的任务，需要高电压、高电流的驱动才能工作，容易产生过温、过流、瞬时保护、元器件损坏等等故障，是音响系统的薄弱环节。在一些重要扩声场合，为了保证音响系统的工作稳定性，通常采用主备功放替换的方法，来实现功放环节连续工作的可靠性。传统的功放主备切换器是由一台主功放与一台备用功放组成，但不能满足多路音频输入扩声的需求；后来又在此基础上发展成为多主多备功放替换的工作方式，即每台主功放都配一台备用功放，但此种工作方式需要配备多台备用功放，浪费硬件资源，效率较低。
近年来又出现了多主一备的替换工作方式，其工作原理是依靠检测功放后级音频放大信号的放大倍数来判断是否发生故障及进行切换，但该方式功放主备切换器的检测模块工作时，需要从外部输入音频检测信号，且输入时前置音量需要调节到最大才能检测功放后级的音频信号放大倍数，从而做出判断，操作繁琐且效率极低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种操作简单方便、效率高和可靠的功放主备切换器。
本发明的另一目的是：提供一种操作简单方便、效率高和可靠的功放主备切换器功放故障判断方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种功放主备切换器，包括：
MCU，用于产生整个功放主备切换器的逻辑控制信号；
检测信号发生器，用于根据逻辑控制信号产生有源音频信号；
增益控制模块，用于对有源源音频信号进行增益调整；
音频混合器，用于将增益调整后的有源源音频信号与输入的多路待放大音频信号进行混合；
输入开关控制模块，用于根据混合后的信号和逻辑控制信号调整主备功放单元的音频输入通道；
信号检测模块，用于检测主备功放单元的音频输出信号；
输出开关控制模块，用于根据主备功放单元的音频输入信号和逻辑控制信号调整主备功放单元的音频输出通道；
所述MCU的输出端依次通过检测信号发生器、增益控制模块和音频混合器进而与输入开关控制模块的输入端连接，所述输入开关控制模块的输出端与主备功放单元的输入端连接；所述输出开关控制模块的输入端和信号检测模块的输入端均与主备功放单元的连接，所述MCU的输出端还分别与输入开关控制模块的输入端和输出开关控制模块的输入端连接。
进一步，所述主备功放单元包括多个通道的功放单元和一备用功放单元，所述多个通道的功放单元和备用功放单元并行连接在输入开关控制模块的输出端和输出开关控制模块的输入端之间。
进一步，所述输入开关控制模块由程控开关组成,所述输出开关控制模块由程控继电器组成。
本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：
一种功放主备切换器功放故障判断方法，包括：
A、检测信号发生器发出有源音频信号；
B、有源音频信号依次经过增益调整、混合和输入开关控制模块调整后由相应通道的功放单元或备用功放单元进行放大，得到放大后的有源音频信号；
C、信号检测模块对放大后的有源音频信号进行检测，并根据检出的放大信号是否达到预设的放大倍数判断功放单元所处的状态。
进一步，所述有源音频信号为超音频信号。
进一步，所述步骤B，其具体为：
所述检测信号发生器发出的超音频信号以同时发送或轮流发送的方式，依次经过增益调整、混合和输入开关控制模块调整后由相应通道的功放单元或备用功放单元进行放大，得到放大后的有源音频信号。
进一步，所述步骤C，其具体为：
信号检测模块对放大后的有源音频信号进行检测，并根据检出的放大信号是否达到预设的放大倍数判断功放单元所处的状态：若检出的放大信号达到预设的放大倍数，则判断该功放单元的工作状态为良好；若检出的放大信号没有达到预设的放大倍数，则判断该功放单元的工作状态为故障。
进一步，还包括信号检测模块在检测信号发生器未发出有源音频信号时不对放大后的有源音频信号进行检测的过程。
本发明一种功放主备切换器的有益效果是：包括能发出有源音频信号的检测信号发生器，有效克服了传统检测模块工作时需要从外界输入音频检测信号的缺陷，不依赖外部音频输入信号进行功放单元的故障检测，可以在音响系统使用前、使用中进行故障判断，且省去了进行系统开机检测和需将前置放大器音量调谐到最大等繁琐操作过程，操作简单方便、效率高且较为可靠。
本发明一种功放主备切换器功放故障判断方法的有益效果是：检测信号发生器能发出有源音频信号，有效克服了传统检测模块工作时需要从外界输入音频检测信号的缺陷，不依赖外部音频输入信号进行功放单元的故障检测，可以在音响系统使用前、使用中进行故障判断，且省去了进行系统开机检测和需将前置放大器音量调谐到最大等繁琐操作过程，操作简单方便、效率高且较为可靠。进一步，检测信号发生器发出的有源音频信号是超音频信号，不会被人的听觉所感知，能有效降低对人的干扰。进一步，检测信号发生器发出的超音频信号可以采用轮流发送的方式传递至相应通道的功放单元及备份功放单元，能有效防止超音频信号同时发送时因功放单元的极间电容而将超音频检测信号串入到其它音频放大回路引起误判断的情况，保证了功放单元故障检测信号的唯一性和准确性。进一步，信号检测模块在检测信号发生器未发出有源音频信号时不对放大后的有源音频信号进行检测，可以有效避免因功放电路的极间电容而造成的误判断情况，更加可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明一种功放主备切换器的功能模块框图；
图2为本发明一种功放主备切换器功放故障判断方法的整体流程图。
图3为本发明实施例一的一种功放主备切换器的结构框图。
具体实施方式
参照图1，一种功放主备切换器，包括：
MCU，用于产生整个功放主备切换器的逻辑控制信号；
检测信号发生器，用于根据逻辑控制信号产生有源音频信号；
增益控制模块，用于对有源源音频信号进行增益调整；
音频混合器，用于将增益调整后的有源源音频信号与输入的多路待放大音频信号进行混合；
输入开关控制模块，用于根据混合后的信号和逻辑控制信号调整主备功放单元的音频输入通道；
信号检测模块，用于检测主备功放单元的音频输出信号；
输出开关控制模块，用于根据主备功放单元的音频输入信号和逻辑控制信号调整主备功放单元的音频输出通道；
所述MCU的输出端依次通过检测信号发生器、增益控制模块和音频混合器进而与输入开关控制模块的输入端连接，所述输入开关控制模块的输出端与主备功放单元的输入端连接；所述输出开关控制模块的输入端和信号检测模块的输入端均与主备功放单元的连接，所述MCU的输出端还分别与输入开关控制模块的输入端和输出开关控制模块的输入端连接。
进一步作为优选的实施方式，所述主备功放单元包括多个通道的功放单元和一备用功放单元，所述多个通道的功放单元和备用功放单元并行连接在输入开关控制模块的输出端和输出开关控制模块的输入端之间。
进一步作为优选的实施方式，所述输入开关控制模块由程控开关组成,所述输出开关控制模块由程控继电器组成。
参照图2，一种功放主备切换器功放故障判断方法，包括：
A、检测信号发生器发出有源音频信号；
B、有源音频信号依次经过增益调整、混合和输入开关控制模块调整后由相应通道的功放单元或备用功放单元进行放大，得到放大后的有源音频信号；
C、信号检测模块对放大后的有源音频信号进行检测，并根据检出的放大信号是否达到预设的放大倍数判断功放单元所处的状态。
进一步作为优选的实施方式，所述有源音频信号为超音频信号。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤B，其具体为：
所述检测信号发生器发出的超音频信号以同时发送或轮流发送的方式，依次经过增益调整、混合和输入开关控制模块调整后由相应通道的功放单元或备用功放单元进行放大，得到放大后的有源音频信号。
进一步作为优选的实施方式，所述步骤C，其具体为：
信号检测模块对放大后的有源音频信号进行检测，并根据检出的放大信号是否达到预设的放大倍数判断功放单元所处的状态：若检出的放大信号达到预设的放大倍数，则判断该功放单元的工作状态为良好；若检出的放大信号没有达到预设的放大倍数，则判断该功放单元的工作状态为故障。
进一步作为优选的实施方式，还包括信号检测模块在检测信号发生器未发出有源音频信号时不对放大后的有源音频信号进行检测的过程。
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参照图3，本发明的第一实施例：
本发明一种功放主备切换器，由MCU1、检测信号发生器2、增益控制模块3、音频混合器4、输入开关控制模块5、信号检测模块6、输出开关控制模块7组成。
检测信号发生器2在MCU1的程序指令控制下，轮流发生超音频检测信号，经增益控制模块3调节后输入至音频混合器4；
与此同时，多路待放大的音频信号经音频信号输入模块8传输至音频混合器4，并与经过增益控制模块3调节的超音频信号混合；混合后的多路音频信号输入至输入开关控制模块5；输入开关控制模块5由程控电子开关组成，其关断开启及音频输入通道的调整受MCU的主程序指令控制；
接着，多路混合信号（含超音频信号）传输至对应的功放单元1、功放单元2、…、功放单元n、备用功放进行放大，放大后的信号（含超音频信号）分两路输出，一路传输至输出开关控制模块7，其中，输出开关控制模块7由程控继电器组成，其关断开启及音频输出通道的调整受MCU1的主程序指令控制；一路传输至信号检测模块6；
若信号检测模块6检测到某一通道的超音频信号达到了规定的放大倍数，且该通道的输入超音频检测信号是受MCU1的主程序指令控制而发送的，则判断该通道的功放单元工作状态良好；若超音频信号达到了规定的放大倍数时，但该通道没有接收过MCU1的主程序指令而控制发送的超音频检测信号，则不进行工作状态判断，原因是功放电路的极间电容将超音频检测信号互感到其它功放单元进行放大而达到规定放大倍数，为避免引起虚警，此时不管主备功放单元有没有输出，均不对功放单元工作状态进行判断；若超音频信号没有达到规定的放大倍数时，且该通道的输入超音频检测信号是受MCU1的主程序指令控制而发送的，则判断该通道的功放单元故障；
MCU1主程序基于功放单元工作状态判断是否进行工作，当某一主功放单元故障时，MCU1通过程序指令控制输入开关控制模块5、输出开关控制模块7的逻辑控制关系，完成故障功放单元与备用功放单元的输入输出转接，从而实现主备功放切换功能。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
a.检测信号发生器能发出有源音频信号，有效克服了传统检测模块工作时需要从外界输入音频检测信号的缺陷，不依赖外部音频输入信号进行功放单元的故障检测，可以在音响系统使用前、使用中进行故障判断，且省去了进行系统开机检测和需将前置放大器音量调谐到最大等繁琐操作过程，操作简单方便、效率高且较为可靠；
b.检测信号发生器发出的有源音频信号是超音频信号，不会被人的听觉所感知，能有效降低对人的干扰；
c.检测信号发生器发出的超音频信号可以采用轮流发送的方式传递至相应通道的功放单元及备份功放单元，能有效防止超音频信号同时发送时因功放单元的极间电容而将超音频检测信号串入到其它音频放大回路引起误判断的情况，保证了功放单元故障检测信号的唯一性和准确性；
d.信号检测模块在检测信号发生器未发出有源音频信号时不对放大后的有源音频信号进行检测，可以有效避免因功放电路的极间电容而造成的虚警，更加可靠。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种功放主备切换器，其特征在于：包括：
MCU，用于产生整个功放主备切换器的逻辑控制信号；
检测信号发生器，用于根据逻辑控制信号产生有源音频信号；
增益控制模块，用于对有源源音频信号进行增益调整；
音频混合器，用于将增益调整后的有源源音频信号与输入的多路待放大音频信号进行混合；
输入开关控制模块，用于根据混合后的信号和逻辑控制信号调整主备功放单元的音频输入通道；
信号检测模块，用于检测主备功放单元的音频输出信号；
输出开关控制模块，用于根据主备功放单元的音频输入信号和逻辑控制信号调整主备功放单元的音频输出通道；
所述MCU的输出端依次通过检测信号发生器、增益控制模块和音频混合器进而与输入开关控制模块的输入端连接，所述输入开关控制模块的输出端与主备功放单元的输入端连接；所述输出开关控制模块的输入端和信号检测模块的输入端均与主备功放单元的连接，所述MCU的输出端还分别与输入开关控制模块的输入端和输出开关控制模块的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种功放主备切换器，其特征在于：所述主备功放单元包括多个通道的功放单元和一备用功放单元，所述多个通道的功放单元和备用功放单元并行连接在输入开关控制模块的输出端和输出开关控制模块的输入端之间。
3.根据权利要求1所述的一种功放主备切换器，其特征在于：所述输入开关控制模块由程控开关组成,所述输出开关控制模块由程控继电器组成。
4.采用如权利要1-3所述功放主备切换器的一种功放主备切换器功放故障判断方法，其特征在于：包括：
A、检测信号发生器发出有源音频信号；
B、有源音频信号依次经过增益调整、混合和输入开关控制模块调整后由相应通道的功放单元或备用功放单元进行放大，得到放大后的有源音频信号；
C、信号检测模块对放大后的有源音频信号进行检测，并根据检出的放大信号是否达到预设的放大倍数判断功放单元所处的状态。
5.根据权利要4所述的一种功放主备切换器功放故障判断方法，其特征在于：所述有源音频信号为超音频信号。
6.根据权利要5所述的一种功放主备切换器功放故障判断方法，其特征在于：所述步骤B，其具体为：
所述检测信号发生器发出的超音频信号以同时发送或轮流发送的方式，依次经过增益调整、混合和输入开关控制模块调整后由相应通道的功放单元或备用功放单元进行放大，得到放大后的有源音频信号。
7.根据权利要5所述的一种功放主备切换器功放故障判断方法，其特征在于：所述步骤C，其具体为：
信号检测模块对放大后的有源音频信号进行检测，并根据检出的放大信号是否达到预设的放大倍数判断功放单元所处的状态：若检出的放大信号达到预设的放大倍数，则判断该功放单元的工作状态为良好；若检出的放大信号没有达到预设的放大倍数，则判断该功放单元的工作状态为故障。
8.根据权利要7所述的一种功放主备切换器功放故障判断方法，其特征在于：还包括信号检测模块在检测信号发生器未发出有源音频信号时不对放大后的有源音频信号进行检测的过程。
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