CN109429165A - 功放电路的检测方法、装置、系统及广播系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种功放电路的检测方法、装置、系统及广播系统，所述检测方法包括：产生检测信号，其中所述检测信号为预定频率的正弦波电压信号，所述预定频率大于人耳可听声的频率；将所述检测信号输入待检测的功放电路；获得所述待检测的功放电路输出的回路信号；计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值；以及判断所述幅值是否小于预定阈值，若所述幅值小于所述预定阈值，则确定所述待检测的功放电路故障。本发明提供的功放电路的检测方法、装置、系统及广播系统可以实现准确的功放检测。

Description

功放电路的检测方法、装置、系统及广播系统

技术领域

本发明涉及音频输出设备的检测，尤其涉及一种功放电路的检测方法、装置、系统及广播系统。

背景技术

功放电路作为广播系统的核心部件，功放电路的故障会造成广播系统中功放电路对应的分区无法播出。因此，为了保证正常广播或者火警时，广播系统能够正常工作，广播系统需要能检测功放电路的状态。

现有的功放检测方法有两种：1)功放信号过压或过流检测，该功放检测方法通常通过硬件检测功放过压过流产生的功放保护现象；2)通过计算较短时间内的功放信号的电压平均值来进行判断。然而，现有的这两种功放检测方法都需要功放电路在播放的时候才能进行检测。具体而言，第一种功放检测方法仅在功放信号很大或者过载发生功放保护的情况下才能够检测出功放故障；而当音频信号很小的时候或者音频里有很长时间空白的情况下，第二中功放检测方法会存在误报的情况。

由此可见，现有的功放检测方法都依赖于功放电路播放时的输出信号，且难以实现准确的功放检测。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种功放电路的检测方法、装置、系统及广播系统，以实现准确的功放检测。

根据本发明的一个方面，提供一种功放电路的检测方法，包括：产生检测信号，其中所述检测信号为预定频率的正弦波电压信号，所述预定频率大于人耳可听声的频率；将所述检测信号输入待检测的功放电路；获得所述待检测的功放电路输出的回路信号；计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值；以及判断所述幅值是否小于预定阈值，若所述幅值小于所述预定阈值，则确定所述待检测的功放电路故障。

可选地，在产生检测信号之后和将所述检测信号输入待检测的功放电路之前还包括：将音频信号叠加到所述检测信号上。

可选地，在产生检测信号之后和将所述检测信号输入待检测的功放电路之前还包括：放大所述检测信号的有效值，并通过低通滤波平滑所述检测信号的正弦波形；减小经平滑的所述检测信号的有效值以使所述检测信号适应所述待检测的功放电路。

可选地，所述获得所述待检测的功放电路输出的回路信号还包括：对所述功放电路的输出信号进行降压和差分运算以获得所述回路信号。

可选地，所述计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值包括：以大于所述预定频率的采样频率连续采集所述功放电路输出的回路信号以获得采样序列；依据所述采样序列，利用离散傅里叶变换计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值。

可选地，所述利用离散傅里叶变换计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值包括：

计算所述预定频率在所述采样序列的离散傅里叶变换中所对应的横坐标k；

按如下公式计算在所述采样序列的离散傅里叶变换中所述横坐标k所对应的复数：

其中，N为所述采样序列中采样点的数量，n为所述采样序列的采样点序号，n＝0,1,…,N-1，x(n)为采样点n的采样值；

计算X(k)的模An；

计算并以结果作为所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值。

可选地，所述预定频率的取值范围为21000Hz至25000Hz。

可选地，在确定所述待检测的功放电路故障时还包括：将确定为故障的功放电路与扬声器断开，并将备用功放电路连接至所述扬声器。

可选地，所述功放电路应用在广播系统中，所述检测方法顺序交替检测所述广播系统中的所有功放电路，并在完成一轮之后隔预定间隔开始新的一轮。

根据本发明的又一方面，还提供一种功放电路的检测装置，所述检测装置包括：检测模块，配置成：产生所述检测信号，其中所述检测信号为预定频率的正弦波电压信号，所述预定频率大于人耳可听声的频率；将所述检测信号输入待检测的功放电路；从采集模块获得所述待检测的功放电路输出的回路信号；计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值；判断所述幅值是否小于预定阈值，若所述幅值小于所述预定阈值，则确定所述待检测的功放电路故障；采集模块，配置成采集所述待检测的功放电路输出的回路信号。

可选地，还包括：第一级运放电路，配置成放大所述检测模块输出的检测信号的有效值，并通过低通滤波平滑所述检测信号的正弦波形；第二级运放电路，配置成减小经第一级运放电路调节的所述检测信号的有效值以使所述检测信号适应所述待检测的功放电路。

可选地，所述第二级运放电路还配置成：与音频信号源连接，在所述待检测的功放电路工作时将音频信号叠加到所述检测信号上。

可选地，还包括：幅度调节模块，配置成使从所述检测模块获得的所述检测信号的有效值从0％增大到80％，并输入至所述第一级运放电路。

可选地，还包括：压降与差分电路，配置成减小所述待检测的功放电路的输出信号的有效值并形成差分信号，并将所述差分信号作为所述待检测的功放电路输出的所述回路信号发送至所述采集模块。

可选地，所述采集模块还配置成：以采样频率采集所述回路信号，对采集的所述回路信号进行模数转换，并将经由模数转换的回路信号发送至所述检测模块。

可选地，所述功放电路应用在广播系统中，所述检测装置配置成：顺序交替检测所述广播系统中的所有功放电路，并在完成一轮之后隔预定间隔开始新的一轮。

根据本发明的又一方面，还提供一种功放电路的检测系统，包括：至少一个功放电路，至少包括输入端口及输出端口；以及如上所述的检测装置。

可选地，还包括：至少一个备用功放电路，至少包括输入端口及输出端口，所述备用功放电路与所述功放电路共用所述检测装置；继电器，配置成控制所述功放电路及所述备用功放电路与所述检测装置之间的通路切换。

根据本发明的又一方面，还提供一种广播系统，包括：至少一个如上所述功放电路的检测系统；至少一个分区开关电路及其对应扬声器，连接至所述功放电路。

本发明通过将一个预定频率的正弦波检测信号检测功放电路的回路信号在频域上预定频率的幅值，依据该幅值和预定阈值的判断可检测功放电路是否故障。相比现有技术，采用本发明的技术方案可仅依赖检测信号，无论功放电路是否工作，都可对功放电路进行故障检测，且该检测信号的预定频率大于人耳可听音的频率，即时功放电路工作时，检测信号也不会对播放的效果产生影响。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出了根据本发明实施例的功放电路的检测系统的示意图。

图2示出了根据本发明一具体实施例的功放电路的检测系统的示意图。

图3示出了根据本发明实施例的第一级运放电路的电路原理图。

图4示出了根据本发明实施例的第二级运放电路的电路原理图。

图5示出了根据本发明实施例的降压与差分电路的电路原理图。

图6示出了根据本发明实施例的功放电路的检测方法的流程图。

图7示出了根据本发明一具体实施例的功放电路的检测方法的流程图。

图8示出了根据本发明实施例的广播系统的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

为了解决现有技术的缺陷，本发明提供一种功放电路的检测方法、装置、系统及广播系统，以实现准确的功放检测。

首先参见图1，图1示出了根据本发明实施例的功放电路的检测系统的示意图。

检测系统100包括功放电路108及检测装置(包括检测模块101及采集模块112)。检测模块101配置成产生检测信号。检测信号为预定频率的正弦波电压信号。预定频率大于人耳可听声的频率。检测模块101还配置成将检测信号输入待检测的功放电路108。检测模块101还配置成从采集模块112获得待检测的功放电路108输出的回路信号。检测模块101还配置成计算回路信号在频域上预定频率的幅值，并判断幅值是否小于预定阈值，若幅值小于预定阈值，则确定待检测的功放电路108故障。采集模块112配置成采集待检测的功放电路108输出的回路信号。

下面参见图2，图2示出了根据本发明一具体实施例的功放电路的检测系统的示意图。

检测系统100包括待检测的功放电路108及检测装置113。功待检测的放电路108至少包括输入端口及输出端口。待检测的功放电路108在工作时放大自音频源106的音频信号的功率。

检测装置113包括检测模块101、检测信号调节模块102、压降与差分电路111及采集模块112。检测模块101在本实施例中为一嵌入式Cortex-M4内核的控制芯片。本发明并非以此为限，检测模块101也可以通过其他硬件或硬软件结合来实现。检测模块101也可由多个功能模块集成来实现。

检测模块101配置成产生检测信号，该检测信号用于输入至功放电路108的输入端口。该检测信号为预定频率的正弦波电压信号。预定频率为大于人耳可听声的频率。具体而言，人耳可听声的频率为20Hz至20000Hz，则该检测信号的预定频率可为21000Hz至25000Hz之间任一频率。优选地，本实施例可采用预定频率为22000Hz的检测信号。检测模块101还配置成将检测信号输入待检测的功放电路108，并计算从采集模块112获得待检测的功放电路108输出的回路信号在频域上预定频率的幅值。在本实施例中，检测模块101可采用离散傅里叶变换来计算回路信号在频域上预定频率幅值。检测模块101还配置成判断幅值是否小于预定阈值，若幅值小于预定阈值，则确定待检测的功放电路108故障。

检测信号调节模块102配置成调节检测模块101提供的所述检测信号，并当待检测的功放电路108工作时，将检测信号和来自音频源106的音频信号叠加并输入至待检测的功放电路108的输入端口。检测信号调节模块102包括幅度调节模块103、第一级运放电路104及第二级运放电路105。幅度调节模块103配置成从0mV开始初步增大检测模块101提供的检测信号的有效值(例如使从检测模块101获得的检测信号的有效值从0％增大到80％)，并输入至第一级运放电路104。幅度调节模块103可选地为一音量调节芯片，并可通过I2C接口与检测模块101相通信。幅度调节模块103逐步增大检测模块101提供的检测信号的有效值，以防止检测信号有效值突变而在系统中产生的噪音。

第一级运放电路104配置成放大经幅度调节模块103调节的检测信号的有效值，并通过低通滤波平滑检测信号的正弦波形。可选地，第一级运放电路104采用阻容电路对检测信号进行平滑滤波。为了实现更好的滤波效果，固在第一级运放电路104中首先对检测信号的有效值进行放大。图3示出了第一级运放电路104的一种实现方式，如图3所示，第一级运放电路104包括电容C21至C24、电阻R21至R26及运算放大器A21。经音量调节模块103调节的检测信号自IN21端输入到第一级运放电路104，经由第一级运放电路104放大滤波后自OUT21端输出。图3仅仅是示意性地，实现信号放大及滤波的其他电路也在本发明的保护范围之内。

第二级运放电路105配置成减小经第一级运放电路104调节的所述检测信号的有效值以使检测信号的有效值适应待检测的功放电路108的输入端口。当待检测的功放电路108工作时，第二级运放电路105还配置成与音频信号源106连接，并将检测信号和音频信号叠加并输入至待检测的功放电路108的输入端口。检测信号和音频信号的叠加信号在第二级运放电路105中也减小了有效值以适应待检测的功放电路108的输入端口。图4示出了第二级运放电路105的一种实现方式，如图4所示，第二级运放电路105包括电容C31至C37、电阻R31至R38及运算放大器A31、A32。自第一级运放电路104的OUT21端输出的检测信号从IN31端输入到第二级运放电路105，音频信号自IN32端输入到第二级运放电路105。检测信号和音频信号在第二级运放电路105叠加，并在第二级运放电路105减小有效值后自OUT31端和OUT32端输出叠加信号(或仅检测信号)的差分信号。图4仅仅是示意性地，实现信号叠加及减小的其他电路也在本发明的保护范围之内。

压降与差分电路111配置成减小待检测的功放电路108的输出信号的有效值并形成差分信号，并将所述差分信号作为所述待检测的功放电路输出的所述回路信号发送至所述采集模块112。由于待检测的功放电路108输出的回路信号有效值过大，难以在检测模块中进行分析，因此，通过压降与差分电路111减小回路信号的有效值，并在压降与差分电路111中生成回路信号的差分信号，以在后续采样分析中减少电路干扰。图5示出了压降与差分电路111的一种实现方式，如图5所示，压降与差分电路111包括电容C41至C47、电阻R40至R49、变压器Tr41、电感L41、L42以及运算放大器A41、A42。自待检测的功放电路108输出的差分信号自IN41和IN42端输入到压降与差分电路111。待检测的功放电路108输出的信号在压降与差分电路111进行压降并形成回路信号，回路信号为差分信号，回路信号自OUT41和OUT42端输出。图5仅仅是示意性地，实现信号压降和差分运算的其他电路也在本发明的保护范围之内。

采集模块112配置成以采样频率采集回路信号，对采集的回路信号进行模数转换，并将经由模数转换的回路信号发送至检测模块101。采集模块112可选地为Codec芯片。压降与差分电路111调节的回路信号可通Codec芯片的模数转换端口采样并进行模数转换并通过I2S把数字信号发送至检测模块101。

在一个具体实施例中，当待检测的功放电路108工作时，整个系统的工作流程如下：

检测模块101自检测模块101的数模转换端口提供预定频率为22000Hz、最大有效值为250mV的正弦波检测信号。检测信号通过检测模块101的数模转换端口发送至幅度调节模块103。幅度调节模块103将检测信号的有效值从0mV逐渐增大为200mV，并发送至第一级运放电路104。第一级运放电路104放大经幅度调节模块103调节的检测信号的有效值至890mV，通过低通滤波平滑检测信号的正弦波形，并将平滑滤波后的检测信号发送至第二级运放电路105。第二级运放电路105自第一级运放电路104接收检测信号，并自音频信号源106接收音频信号。第二级运放电路105叠加检测信号及音频信号，并减小检测信号及音频信号的叠加信号的有效值以适应待检测的功放电路108的输入端口。待检测的功放电路108接收该叠加信号，并进行功率放大，由待检测的功放电路108的输出端口输出回路信号。尽管，待检测的功放电路108对叠加信号的信号进行功放，但由于检测信号的频率为22000Hz，不会被人耳所听到，因此，即使在待检测的功放电路108播放时进行检测，检测信号也不会影响播放。压降与差分电路111自功放电路108的输出端口获取回路信号，减小自输出端口输出的输出信号的有效值，生成输出信号的差分信号作为回路信号，并将回路信号发送至采集模块112。采集模块112以采样频率采集回路信号，通过差分信号减少电路干扰。采集模块112还对采集的回路信号进行模数转换，并将经由模数转换的回路信号通过I2S接口发送至检测模块101。检测模块101采用离散傅里叶变换计算自待检测的功放电路108的输出端口采集的回路信号在频域上22000Hz的幅值，若计算获得的幅值小于一预定阈值，则判断所检测的功放电路108故障。预定阈值可为30mV，也可按实际情况进行调整。

在又一个具体实施例中，当待检测的功放电路108不工作时，整个系统的工作流程与待检测的功放电路108工作时类似，与待检测的功放电路108工作时不同的是：

由于没有音频信号的输入，第二级运放电路105无需叠加检测信号和音频信号，仅需减小检测信号的有效值至170mV以适应待检测的功放电路108的输入端口。待检测的功放电路108接收检测信号，并进行功率放大，由待检测的功放电路108的输出端口输出回路信号(此时回路信号的有效值为15.5V)。压降与差分电路111自功放电路108的输出端口获取输出信号，减小自输出端口输出的输出信号的有效值，生成输出信号的差分信号(差分信号的有效值为60mV)作为回路信号，并将回路信号发送至采集模块112的模数转换端口。采集模块112以采样频率采集回路信号，通过差分信号减少电路干扰。采集模块112还对采集的回路信号进行模数转换，并将经由模数转换的回路信号通过I2S接口发送至检测模块101。检测模块101采用离散傅里叶变换计算自功放电路108的输出端口采集的回路信号在频域上22000Hz的幅值，若计算获得的幅值小于一预定阈值，则判断所检测的所检测的功放电路108故障。预定阈值也可为30mV，也可按实际情况进行调整。

由此，本发明提供的功放电路的检测方法仅依赖检测信号，无论功放电路是否工作，都可对功放电路进行故障检测，且该检测信号的预定频率大于人耳可听音的频率，即时功放电路工作时，检测信号也不会对播放的效果产生影响。

继续参见图2，在本实施例中，检测系统还可包括至少一个备用功放电路109和继电器110。备用功放电路109与功放电路108共用检测装置113。继电器110配置成控制功放电路108及备用功放电路109之间切换。当需要检测备用功放电路109时，继电器110控制备用功放电路109的输出端口为通路。在一些变化例中，也可采用其他开关设备，例如多路选择器来进行备用功放电路109与功放电路108之间的切换。此外，若功放电路108并未故障，但要对备用功放电路109进行功放检测，使继电器110控制备用功放电路109的输出端口为通路，以使备用功放电路109与检测装置113形成回路。具体而言，在本发明的一个具体实施例中，功放电路108与备用功放电路109的检测是交替进行的，无论功放电路108是否有故障都会检测备用功放电路109。而当功放电路108故障时，只有当备用功放电路109检测为正常时，启用备用功放电路109。每一路功放电路108与备用功放电路109都有一个继电器110控制是否检测当前功放电路108还是备用功放电路109。

下面参考图6，图6示出了根据本发明实施例的功放电路的检测方法的流程图。图6共示出5个步骤：

步骤S210：产生检测信号，所述检测信号为预定频率的正弦波电压信号，所述预定频率大于人耳可听声的频率。预定频率可以为21000Hz至25000Hz。优选地，该预定频率为22000Hz。在一具体实施例中，检测信号的最大有效值为250mV。

步骤S220：将所述检测信号输入待检测的功放电路。

具体而言，在步骤S210和步骤S220之间还包括调节所述检测信号。例如，在一些实施例中，当待检测的功放电路工作时，将所述检测信号与音频信号叠加，并输入待检测的功放电路；当待检测的功放电路不工作时，将经调节的所述检测信号直接输入待检测的功放电路。

具体而言，调节所述检测信号还包括逐步增加检测信号的有效值。之后，经由第一级运放放大有效值至890mV，并通过低通滤波平滑所述检测信号的正弦波形。其后，经由第二级运放减小有效值至170mV以使检测信号适应功放电路的输入端口。当功放电路工作时，第二级运放还将音频信号及经第一级运放的检测信号叠加并输入至待检测的功放电路的输入端口。

步骤S230：获得所述待检测的功放电路输出的回路信号。

具体而言，步骤S230还包括对待检测的功放电路的输出信号进行降压和差分运算获得所述回路信号，并以一大于预定频率的采样频率连续采集所述功放电路输出的回路信号的采样序列。在一具体实施例中，采样频率可以是96000Hz。采样频率选择需不小于检测信号频率的2倍，在这里也可以选择44000Hz，88000Hz作为采样频率。采样序列中的采样点数量为2048。在不考虑软件的计算量情况下采样点数量越多越好，这里采样点数量也可以为1024，4096等。

步骤S240：计算所述回路信号在频域上预定频率的幅值。

具体而言，步骤S240包括依据N个采样点，利用离散傅里叶变换计算所述回路信号在频域上预定频率的幅值。

进一步地，所述回路信号在频域上预定频率的幅值按如下方式计算：

首先，计算所述预定频率在所述采样序列的离散傅里叶变换中所对应的横坐标k。优选地，可以对四舍五入取整，使始终得到整数k值。其中，Fs为所述采样频率，Fn为所述预定频率。在一具体实施例中，N为2048，Fs为96000Hz，Fn为22000Hz，则k为470。对四舍五入取整时，从k值倒推((k-1)*Fs/N)得到的Fn值最接近真实的预定频率。在该具体实施例中，以k值470重新计算Fn值，约为21.98kHz，接近22kHz，可满足频段要求。在实际操作中，也可以根据需要对向上取整或向下取整。

按如下公式计算在所述采样序列的离散傅里叶变换中所述横坐标k所对应的复数：

其中，N为所述采样序列中采样点的数量，n为所述采样序列的采样点序号，n＝0,1,…,N-1，x(n)为采样点n的采样值，j2π为复数的表现形式，相当于复数i，e为自然常数，对应地，在本实施例中，横坐标k所对应的复数为

计算X(k)的模An；

计算并以结果作为所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值。

为复数的表现形式，相当于复数步骤S250：判断所述幅值是否小于预定阈值，若所述幅值小于所述预定阈值，则确定所述待检测的功放电路故障。

在一个实施例中，当待检测的功放电路工作时，若判断待检测的功放电路故障，则可将音频信号输入备用功放电路以使备用功放电路工作。在一些变化例中，检测信号也可随音频信号一起，经叠加后输入备用功放电路，在备用功放电路工作的同时继续检测备用功放电路的状态。

在有一个实施例中，在步骤S210之后，步骤S220之间，还需在功放电路及备用功放电路中选择一所要检测的功放电路。具体而言，所要检测的功放电路不工作，检测信号经调节后直接输入至所述所要检测的功放电路。当有音频信号时，检测信号经调节叠加到音频信号中直接输入至所述所要检测的功放电路。检测完功放电路后，则检测备用功放电路，此时无论是否有音频信号，都只有检测信号输入到备用功放电路检测。当功放电路检测故障且切换到备用功放电路后，此时若有音频信号则检测信号与音频信号叠加输入到备用功放电路中。进一步地，在本发明的一个具体实施例中，功放检测过程中若当前功放电路正常则仍然启用当前主功放电路工作。当当前功放检测到故障时，而备用功放检测为正常时，方使电路切换到备用功放电路工作。功放电路与备用功放电路的检测是交替进行的，如果功放电路与备用功放电路都检测正常会一直采用功放电路工作。

由此可见，本发明的检测装置和检测方法通过检测信号和音频信号的双输入、功放电路和备用功放电路的双电路实现检测的多种方式的组合。

进一步地，本发明中所述的电压信号的有效值为其瞬时值在一个周期内的方均根值，约为信号幅值的0.707倍。

下面参见图7，图7示出了根据本发明一具体实施例的功放电路的检测方法的流程图。图7示出的流程图与图6类似，图6不同的是，图7增加了判断是否检测备用功放电路和继电器切换的步骤。

具体而言，图7共示出12个步骤。

首先是步骤S301，产生22000Hz，最大有效值为250mV的检测信号。

步骤S302，判断是否检测备用功放电路。若检测备用功放电路则执行步骤S303，将继电器切换到备用功放电路的输出端口，以使检测信号可以从备用功放电路的输出端口输出。若不检测备用功放电路，即检测当前功放电路，则执行步骤S304，将继电器切换到当前功放电路的输出端口，以使检测信号可以从当前功放电路的输出端口输出。

步骤S305，对功放电路的输出信号进行降压和差分运算获得回路信号。

然后，执行步骤S306，将多路选择器切换到所检测功放电路的输出端降压差分信号，以供所检测功放电路的输出信号可以被采集。

步骤S307，以采样频率采集回路信号。

步骤S308，利用离散傅里叶变换计算回路信号在频域上22000Hz的幅值。

步骤S309，判断幅值是否小于预定阈值。若判断幅值小于预定阈值，则执行步骤S310判断功放电路正常。若幅值大于等于预定阈值，则执行步骤S311判断功放电路故障。

当具有多个功放电路时，在步骤S310和步骤S311后，执行步骤S312，将检测目标转至下一功放电路。

图8示出了根据本发明实施例的广播系统的示意图。广播系统400包括多个功放电路402及检测装置。检测装置包括检测模块401、采集模块406、检测信号调节模块(未示出)、继电器405及压降与差分电路408。检测模块401、采集模块406、检测信号调节模块、继电器405及压降与差分电路408可通过上述检测方式进行检测信号的产生、采集和计算。多个功放电路402通过多路选择器407共用检测装置。每个功放电路402连接至至少一个分区开关电路404及其对应的至少一个扬声器403。功放电路402所负责的分区404的数量依据每个分区中扬声器403的数量及所需的功率大小而定。多路选择器407可选择不同功放电路402的回路信号。在一些变化例中，功放电路402的输出信号可直接通过多路选择器407由采集模块406采集。

具体而言，检测信号分别输入到每个需要检测的功放电路402后，功放放大后，经过继电器405选择检测当前功放电路402还是备用功放电路409，然后直接输出信号到信号降压及差分电路408后再经过多路选择器407(确定是哪一路检测功放的信号)到采集模块406再到检测模块401。实际应用中，分区404及其扬声器403都是广播系统的一部分但对于功放检测是无任何影响的，但当功放电路402产生故障而备用功放电路409检测正常时，功放电路不再与分区404及其扬声器403连接，而由备用功放电路409进行连接。

在一个具体实施例中，一个广播系统400中可以有多个功放电路402，但只有一个备用功放电路409，同时备用功放电路409与其他所有功放电路402都有一个继电器开关405，可选择是否检测当前功放电路402还是备用功放电路409。当广播系统400中有多个功放电路402时，上述检测方法及检测装置还顺序交替检测所述广播系统中的所有功放电路，并在完成一轮之后隔预定间隔开始新的一轮。

图1至图8仅仅是示意性地示出本发明的各个实施例，本领技术人员可以实现更多的变化例。例如，广播系统中功放电路的数量、功放电路负责的分区数量、各分区设置的扬声器的数量、模块的集成与拆分、模块的硬件或软件的实现等。在不违背本发明构思的前提下，这些变化方式都在本发明的保护范围之内。

本发明通过将一个预定频率的正弦波检测信号检测功放电路的回路信号在频域上预定频率的幅值，依据该幅值和预定阈值的判断可检测功放电路是否故障。相比现有技术，采用本发明的技术方案可仅依赖检测信号，无论功放电路是否工作，都可对功放电路进行故障检测，且该检测信号的预定频率大于人耳可听音的频率，即时功放电路工作时，检测信号也不会对播放的效果产生影响。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (19)

1.一种功放电路的检测方法，其特征在于，包括：

产生检测信号，其中所述检测信号为预定频率的正弦波电压信号，所述预定频率大于人耳可听声的频率；

将所述检测信号输入待检测的功放电路；

获得所述待检测的功放电路输出的回路信号；

计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值；以及

判断所述幅值是否小于预定阈值，若所述幅值小于所述预定阈值，则确定所述待检测的功放电路故障。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在产生检测信号之后和将所述检测信号输入待检测的功放电路之前还包括：

将音频信号叠加到所述检测信号上。

3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在产生检测信号之后和将所述检测信号输入待检测的功放电路之前还包括：

放大所述检测信号的有效值，并通过低通滤波平滑所述检测信号的正弦波形；

减小经平滑的所述检测信号的有效值以使所述检测信号适应所述待检测的功放电路。

4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述获得所述待检测的功放电路输出的回路信号还包括：

对所述功放电路的输出信号进行降压和差分运算以获得所述回路信号。

5.如权利要求1至4任一项所述的检测方法，其特征在于，所述计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值包括：

以大于所述预定频率的采样频率连续采集所述功放电路输出的回路信号以获得采样序列；

依据所述采样序列，利用离散傅里叶变换计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值。

6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述利用离散傅里叶变换计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值包括：

计算所述预定频率在所述采样序列的离散傅里叶变换中所对应的横坐标k；

按如下公式计算在所述采样序列的离散傅里叶变换中所述横坐标k所对应的复数：

其中，N为所述采样序列中采样点的数量，n为所述采样序列的采样点序号，n＝0,1,…,N-1，x(n)为采样点n的采样值；

计算X(k)的模An；

计算并以结果作为所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值。

7.如权利要求1至4任一项所述的检测方法，其特征在于，所述预定频率的取值范围为21000Hz至25000Hz。

8.如权利要求1至4任一项所述的检测方法，其特征在于，在确定所述待检测的功放电路故障时还包括：

将确定为故障的功放电路与扬声器断开，并将备用功放电路连接至所述扬声器。

9.如权利要求1至4任一项所述的检测方法，其特征在于，所述功放电路应用在广播系统中，所述检测方法顺序交替检测所述广播系统中的所有功放电路，并在完成一轮之后隔预定间隔开始新的一轮。

10.一种功放电路的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：

检测模块，配置成：

产生检测信号，其中所述检测信号为预定频率的正弦波电压信号，所述预定频率大于人耳可听声的频率；

将所述检测信号输入待检测的功放电路；

从采集模块获得所述待检测的功放电路输出的回路信号；

计算所述回路信号在频域上所述预定频率的幅值；

判断所述幅值是否小于预定阈值，若所述幅值小于所述预定阈值，则确定所述待检测的功放电路故障；

采集模块，配置成采集所述待检测的功放电路输出的回路信号。

11.如权利要求10所述的检测装置，其特征在于，还包括：

第一级运放电路，配置成放大所述检测模块输出的检测信号的有效值，并通过低通滤波平滑所述检测信号的正弦波形；

第二级运放电路，配置成减小经第一级运放电路调节的所述检测信号的有效值以使所述检测信号适应所述待检测的功放电路。

12.如权利要求11所述的检测装置，其特征在于，所述第二级运放电路还配置成：与音频信号源连接，在所述待检测的功放电路工作时将音频信号叠加到所述检测信号上。

13.如权利要求11所述的检测装置，其特征在于，还包括：

幅度调节模块，配置成使从所述检测模块获得的所述检测信号的有效值从0％增大到80％，并输入至所述第一级运放电路。

14.如权利要求10至13任一项所述的检测装置，其特征在于，还包括：

压降与差分电路，配置成减小所述待检测的功放电路的输出信号的有效值并形成差分信号，并将所述差分信号作为所述待检测的功放电路输出的所述回路信号发送至所述采集模块。

15.如权利要求10至13任一项所述的检测装置，其特征在于，所述采集模块还配置成：以采样频率采集所述回路信号，对采集的所述回路信号进行模数转换，并将经由模数转换的回路信号发送至所述检测模块。

16.如权利要求10至13任一项所述的检测装置，其特征在于，所述功放电路应用在广播系统中，所述检测装置配置成：顺序交替检测所述广播系统中的所有功放电路，并在完成一轮之后隔预定间隔开始新的一轮。

17.一种功放电路的检测系统，其特征在于，包括：

至少一个功放电路，至少包括输入端口及输出端口；以及

如权利要求10至16任一项所述的检测装置。

18.如权利要求17所述的检测系统，其特征在于，还包括：

至少一个备用功放电路，至少包括输入端口及输出端口，所述备用功放电路与所述功放电路共用所述检测装置；

继电器，配置成控制所述功放电路及所述备用功放电路与所述检测装置之间的通路切换。

19.一种广播系统，其特征在于，包括：

至少一个如权利要求17或18所述功放电路的检测系统；

至少一个分区开关电路及其对应扬声器，连接至所述功放电路。