CN113507336A - 广播系统防雷控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信号线路防雷技术领域，具体涉及广播系统防雷控制装置。包括包括防雷控制箱和防雷地线，防雷地线与防雷控制箱连接；防雷控制箱设在广播系统中的广播线路上，且防雷控制箱与广播系统中的功率放大器信号对接；防雷控制箱用于对功率放大器进行音频信号的输出检测，并在检测到功率放大器输出音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路连接导通，在未检测到功率放大器输出有音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路断开，并将广播线路与防雷地线连接导通。本发明通过主动式的防雷设计，可以有效提高广播系统的防雷可靠性。

Description

广播系统防雷控制装置

技术领域

本发明涉及信号线路防雷技术领域，具体涉及广播系统防雷控制装置。

背景技术

公共广播系统主要由广播扬声器、功率放大器、广播线路以及管理/控制设备(包含硬件和软件)、寻呼设备、传声器和其它信号源设备组成，其中功率放大器用于将前置放大器或调音台送来的音频信号进行功率放大，再通过广播线路将放大后的音频信号传输至扬声器放声。公共广播系统可以为铁路、宾馆、商厦、港口、机场、学校等提供背景音乐和广播节目，且公共广播系统还能兼做紧急广播，可与消防报警系统联动。公共广播系统的设计通常都从声场开始(即扬声器的放置位置)，然后再向后推进到功率放大器、声处理系统、调音台，直至话筒和其他音源。

公共广播系统在使用过程中需要考虑的运行环境因素较多，其中一个较为重要的点就是防雷设计，公共广播系统在室外使用的较多，一旦防雷保护不过关，很容易因雷击造成系统的损毁。现有的公共广播系统的防雷设计，大都是通过采用放电管(当两端的电压高过其保护规格值时，其内部会出现短路，以对接入电路进行保护)来进行内、外部保护和过电压保护，但是这种方式是一种被动防御方式，容易出现反应不及时的情况，且其防雷的效果和可靠性欠佳。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了广播系统防雷控制装置，其应用时，通过主动式的防雷设计，可以有效提高广播系统的防雷可靠性。

本发明所采用的技术方案为：

广播系统防雷控制装置，包括防雷控制箱和防雷地线，防雷地线与防雷控制箱连接；所述防雷控制箱设在广播系统中的广播线路上，且防雷控制箱与广播系统中的功率放大器信号对接；防雷控制箱用于对功率放大器进行音频信号的输出检测，并在检测到功率放大器输出音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路连接导通，在未检测到功率放大器输出有音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路断开，并将广播线路与防雷地线连接导通。

作为上述技术方案的优选，所述防雷控制箱包括输出检测控制模块和继电器模块，所述继电器模块设在广播线路中，用于将广播线路与功率放大器和防雷地线进行连接切换，所述输出检测控制模块的输入端对接功率放大器的输出端，输出检测控制模块的输出端对接继电器模块，输出检测控制模块用于对功率放大器进行音频信号的输出检测，并在检测到功率放大器输出音频信号时，控制继电器模块切换到功率放大器与广播线路的连接，在检测到功率放大器未输出音频信号时，控制继电器模块切换到广播线路与防雷地线的连接。

作为上述技术方案的优选，所述继电器模块包括继电器，继电器包含两组触点，每组触点包含中接点、上接点和下接点，其中，下接点对接功率放大器的输出端，中接点对接广播线路，上接点对接防雷地线，当输出检测控制模块检测到有音频信号输出时，控制继电器吸动，使中接点与下接点闭合，功率放大器输出端与广播线路连接，当输出检测控制模块没有测到音频信号输出时，控制继电器释放，使中接点与上接点闭合，广播线路对大地短路，起防雷作用。

作为上述技术方案的优选，所述输出检测控制模块包括依次连接的信号放大器、检波二极管、电容器、比较器和开关三极管，所述信号放大器对接功率放大器，用于对功率放大器的输出信号进行放大，所述检波二极管用于对信号放大器输出的信号进行音频信号提取，并通过提取的音频信号对电容器进行充电，所述电容器用于充电后向比较器输入待测电压信号，所述比较器还输入有设定的比较电压信号，比较器用于将电容器输入的待测电压信号与设定的比较电信号进行比较，在待测电压信号的电压值高于比较电信号时，输出高电平，否则输出低电平，开关三极管的输入端与比较器的输出端对接，开关三极管的输出控制端与控制继电器模块对接，开关三极管在接收到比较器输出的高电平时导通，并输出控制信号，在接收到比较器输出的低电平时截止，开关三极管导通时输出的控制信号用于控制继电器模块切换到功率放大器与广播线路的连接。

作为上述技术方案的优选，所述信号放大器包括变压器和三极管放大电路，变压器用于对功率放大器的输出信号进行电压放大，三极管放大电路用于对功率放大器的输出信号进行电流放大。

作为上述技术方案的优选，所述检波二极管选用1N4148型二极管，所述电容器选用10uF电容，所述比较器选用LM339型比较器，所述开关三极管选用9013型三极管。

作为上述技术方案的优选，所述防雷控制箱还设有防雷单元，防雷单元用于对广播线路进行过压保护，所述防雷单元包括放电管，放电管并联在功率放大器的输出端。

作为上述技术方案的优选，所述放电管选用陶瓷气体放电管，放电管的接地端对接防雷地线。

作为上述技术方案的优选，所述防雷单元还包括并联在功率放大器输出端的过压保护电路，所述过压保护电路包括整流桥和瞬变电压抑制二极管。

作为上述技术方案的优选，所述防雷控制箱的输入端设有输入对接端子，其输出端设有输出对接端子，防雷控制箱通过输入对接端子与功率放大器的输出端对接，通过输出对接端子与广播线路对接。

本发明的有益效果为：

本发明通过防雷控制箱可以对功率放大器进行输出信号的检测，当检测到功率放大器输出音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路连接导通，在未检测到功率放大器输出有音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路断开，并将广播线路与防雷地线连接导，这样在没有音频信号输出时，广播线路与前端的广播系统无连接，广播线路接地进行主动的防雷保护，只有当防雷控制箱检测到有音频信号时，防雷控制箱才将广播线路与前端的广播系统对接，使音频信号通过广播线路传至后端播放设备进行播放。广播系统在绝大部分时间是没有启用的，在此期间通过这样的主动防雷设计可以有效提高其防雷的可靠性和效果。通过设置防雷单元对功率放大器后端的广播线路进行过压保护，防止雷电在音频信号的传输过程中造成广播系统器件的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中防雷控制装置的连接示意图；

图2为实施例2中防雷控制箱的结构示意图；

图3为防雷控制箱的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本发明的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

应当理解，当将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，当将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，不存在中间单元。应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”，“相邻”对“直接相邻”等等)。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如，取决于于所涉及的功能/动作，实际上可以实质上并发地执行，或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例1：

本实施例提供了广播系统防雷控制装置，如图1所示：

包括防雷控制箱和防雷地线，防雷地线与防雷控制箱连接；所述防雷控制箱设在广播系统中的广播线路上，且防雷控制箱与广播系统中的功率放大器信号对接；防雷控制箱用于对功率放大器进行音频信号的输出检测，并在检测到功率放大器输出音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路连接导通，在未检测到功率放大器输出有音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路断开，并将广播线路与防雷地线连接导通。

具体实施时，通过防雷控制箱可以对功率放大器进行输出信号的检测，当检测到功率放大器输出音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路连接导通，在未检测到功率放大器输出有音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路断开，并将广播线路与防雷地线连接导，这样在没有音频信号输出时，广播线路与前端的广播系统无连接，广播线路接地进行主动的防雷保护，只有当防雷控制箱检测到有音频信号时，防雷控制箱才将广播线路与前端的广播系统对接，使音频信号通过广播线路传至后端播放设备进行播放。广播系统在绝大部分时间是没有启用的，在此期间通过这样的主动防雷设计可以有效提高其防雷的可靠性和效果。

实施例2：

作为对上述实施例的优化，如图2所示，所述防雷控制箱包括输出检测控制模块和继电器模块，所述继电器模块设在广播线路中，用于将广播线路与功率放大器和防雷地线进行连接切换，所述输出检测控制模块的输入端对接功率放大器的输出端，输出检测控制模块的输出端对接继电器模块，输出检测控制模块用于对功率放大器进行音频信号的输出检测，并在检测到功率放大器输出音频信号时，控制继电器模块切换到功率放大器与广播线路的连接，在检测到功率放大器未输出音频信号时，控制继电器模块切换到广播线路与防雷地线的连接。

继电器模块包括继电器，继电器包含两组触点，每组触点包含中接点、上接点和下接点，其中，下接点对接功率放大器的输出端，中接点对接广播线路，上接点对接防雷地线，继电器处于常态时，中接点与上接点闭合。广播线路和防雷地线的闭合，将功率放大器的输出端与广播线路断开，并将广播线路与防雷地线连接导通，雷达对地短路，雷电进不了放大器，主动防雷起作用。当输出检测控制模块检测到音频信号时，输出检测控制模块控制继电器动作，吸合使其对接广播线路和功率放大器输出端的接通，将功率放大器的输出端与广播线路连接导通。

实施例3：

作为对上述实施例的优化，如图3所示，输出检测控制模块包括依次连接的信号放大器、检波二极管D4、电容器C3、比较器U1和开关三极管T2，所述信号放大器对接功率放大器，用于对功率放大器的输出信号进行放大，所述检波二极管D4用于对信号放大器输出的信号进行音频信号提取，并通过提取的音频信号对电容器C3进行充电，所述电容器C3用于充电后向比较器U1输入待测电压信号，所述比较器U1还输入有设定的比较电压信号，比较器U1用于将电容器C3输入的待测电压信号与设定的比较电信号进行比较，在待测电压信号的电压值高于比较电信号时，输出高电平，否则输出低电平，开关三极管T2的输入端与比较器U1的输出端对接，开关三极管T2的输出控制端与控制继电器模块对接，开关三极管T2在接收到比较器U1输出的高电平时导通，并输出控制信号，在接收到比较器U1输出的低电平时截止，开关三极管T2导通时输出的控制信号用于控制继电器模块切换到功率放大器与广播线路的连接。检波二极管的作用是利用其单向导电性将无线电信号中的低频信号或音频信号取出来，广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中。通过检波二极管D4可以高效检测到功率放大器的输出的音频信号，并利用音频信号对电容器C3进行充电。电容器C3充电后可持续向比较器U1输入稳定的待测电压信号，直到音频信号的充电过程结束后，比较器U1通过将电容器C3输入的待测电压信号与设定的比较电信号(1.1V)进行比较，在稳定持续输入的待测电压信号的电压值高于比较电信号时，比较器U1持续输出高电平，使开关三极管T2持续导通，以控制继电器模块保持功率放大器与广播线路的连接，直至音频信号结束。

所述信号放大器包括变压器T0和三极管放大电路(包括三极管T1)，变压器T0用于对功率放大器的输出信号进行电压放大，三极管放大电路用于对功率放大器的输出信号进行电流放大。所述检波二极管D4选用1N4148型二极管，所述电容器C3选用10uF电容，所述比较器U1选用LM339型比较器，所述开关三极管T2选用9013型三极管。

实施例4：

作为对上述实施例的优化，所述防雷控制箱的输入端设有输入对接端子，其输出端设有输出对接端子，防雷控制箱通过输入对接端子与功率放大器的输出端对接，通过输出对接端子与广播线路对接。

防雷控制箱还设有防雷单元，防雷单元用于对广播线路进行过压保护，所述防雷单元包括放电管GDT1和过压保护电路，放电管GDT1并联在功率放大器的输出端，过压保护电路也并联在功率放大器的输出端，放电管GDT1选用陶瓷气体放电管，放电管GDT1的接地端对接防雷地线，过压保护电路包括整流桥D1和瞬变电压抑制二极管D2。其应用时，通过放电管GDT1和过压保护电路可以对功率放大器后端的线路进行过压保护，在功率放大器有音频信号输出时，输出检测控制模块检测到音频信号，控制继电器模块保持功率放大器与广播线路的连接，以进行音频信号的传输，在此过程中，放电管GDT1和过压保护电路就可以对功率放大器后端的广播线路进行过压保护，防止雷电造成器件的损坏。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.广播系统防雷控制装置，其特征在于：包括防雷控制箱和防雷地线，防雷地线与防雷控制箱连接；所述防雷控制箱设在广播系统中的广播线路上，且防雷控制箱与广播系统中的功率放大器信号对接；防雷控制箱用于对功率放大器进行音频信号的输出检测，并在检测到功率放大器输出音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路连接导通，在未检测到功率放大器输出有音频信号时，将功率放大器的输出端与广播线路断开，并将广播线路与防雷地线连接导通。

2.根据权利要求1所述的广播系统防雷控制装置，其特征在于：所述防雷控制箱包括输出检测控制模块和继电器模块，所述继电器模块设在广播线路中，用于将广播线路与功率放大器和防雷地线进行连接切换，所述输出检测控制模块的输入端对接功率放大器的输出端，输出检测控制模块的输出端对接继电器模块，输出检测控制模块用于对功率放大器进行音频信号的输出检测，并在检测到功率放大器输出音频信号时，控制继电器模块切换到功率放大器与广播线路的连接，在检测到功率放大器未输出音频信号时，控制继电器模块切换到广播线路与防雷地线的连接。

3.根据权利要求2所述的广播系统防雷控制装置，其特征在于：所述继电器模块包括继电器，继电器包含两组触点，每组触点包含中接点、上接点和下接点，其中，下接点对接功率放大器的输出端，中接点对接广播线路，上接点对接防雷地线，当输出检测控制模块检测到有音频信号输出时，控制继电器吸动，使中接点与下接点闭合，功率放大器输出端与广播线路连接，当输出检测控制模块没有测到音频信号输出时，控制继电器释放，使中接点与上接点闭合，广播线路对大地短路，起防雷作用。

4.根据权利要求2所述的广播系统防雷控制装置，其特征在于：所述输出检测控制模块包括依次连接的信号放大器、检波二极管、电容器、比较器和开关三极管，所述信号放大器对接功率放大器，用于对功率放大器的输出信号进行放大，所述检波二极管用于对信号放大器输出的信号进行音频信号提取，并通过提取的音频信号对电容器进行充电，所述电容器用于充电后向比较器输入待测电压信号，所述比较器还输入有设定的比较电压信号，比较器用于将电容器输入的待测电压信号与设定的比较电信号进行比较，在待测电压信号的电压值高于比较电信号时，输出高电平，否则输出低电平，开关三极管的输入端与比较器的输出端对接，开关三极管的输出控制端与控制继电器模块对接，开关三极管在接收到比较器输出的高电平时导通，并输出控制信号，在接收到比较器输出的低电平时截止，开关三极管导通时输出的控制信号用于控制继电器模块切换到功率放大器与广播线路的连接。

5.根据权利要求4所述的广播系统防雷控制装置，其特征在于：所述信号放大器包括变压器和三极管放大电路，变压器用于对功率放大器的输出信号进行电压放大，三极管放大电路用于对功率放大器的输出信号进行电流放大。

6.根据权利要求4所述的广播系统防雷控制装置，其特征在于：所述检波二极管选用1N4148型二极管，所述电容器选用10uF电容，所述比较器选用LM339型比较器，所述开关三极管选用9013型三极管。

7.根据权利要求2所述的广播系统防雷控制装置，其特征在于：所述防雷控制箱还设有防雷单元，防雷单元用于对广播线路进行过压保护，所述防雷单元包括放电管，放电管并联在功率放大器的输出端。

8.根据权利要求7所述的广播系统防雷控制装置，其特征在于：所述放电管选用陶瓷气体放电管，放电管的接地端对接防雷地线。

9.根据权利要求7所述的广播系统防雷控制装置，其特征在于：所述防雷单元还包括并联在功率放大器输出端的过压保护电路，所述过压保护电路包括整流桥和瞬变电压抑制二极管。

10.根据权利要求1所述的广播系统防雷控制装置，其特征在于：所述防雷控制箱的输入端设有输入对接端子，其输出端设有输出对接端子，防雷控制箱通过输入对接端子与功率放大器的输出端对接，通过输出对接端子与广播线路对接。

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