CN114339571A - 一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统,包括信号发生器、检流模块、谐振模块、控制模块、功率放大模块和N个负载。功率放大模块的输入端连接外部音频输入和信号发生器,对输入信号进行放大,输出端并联N个负载。N个负载每一个中都串联检流模块,并联谐振模块。谐振模块包括并联谐振电路和开关电路,开关电路包括储能部分、逻辑电路和开关元件,由储能部分为逻辑电路、开关元件供电,由逻辑电路控制开关元件,即控制并联谐振电路的通断。控制模块的输入端连接检流模块,输出端连接谐振模块中的开关电路。本发明在负载端无源的情况下,能够通过储能部分为开关供电,根据负载端谐振电路谐振频率的不同,定位故障负载。

Description

一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统
技术领域
本发明涉及电子产品领域,具体涉及一种利用谐振频率给负载编码从而进行并联负载故障定位的定压功放系统。
背景技术
公共场所中,广播系统多采用定压式,由功率放大器输出标准电压,并联多个定压扬声器,实现公共广播功能。由于扬声器并联数目多,因此当多个并联扬声器中存在个体损坏时,定压功率放大器输出端的工作情况不会发生很大改变,所以普通功率放大器的故障判断方法很难使用该种场合。由于扬声器短路时电流过大,功率放大器的过流保护会作用,因此上述情况中,扬声器故障特指断路。即使通过对功率放大器的输出情况的检测发现了存在个体故障,又因为负载并联工况相似,无论故障与否,每一负载接入功率放大器的端口电压均一致,很难在众多并联负载中对故障个体进行定位。
因此,为了精确定位定压功率放大器并联负载中的故障个体,很有必要提供一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统,包括信号发生器、N个检流模块、N个谐振模块、功率放大模块和N个负载。所述功率放大模块的输入端连接外部音频输入和所述信号发生器,对输入信号进行放大,输出端有输出滤波器且并联N个负载。所述N个负载每一个中都串联所述检流模块,并联所述谐振模块。
所述信号发生器产生用于故障负载定位的测试信号。所述测试信号为扫频信号,起始扫频频率为人耳闻阈的最高频率,结束扫频频率为所述功率放大模块输出滤波器的截止频率。
所述N个负载为N个定压负载,并联连接于所述功率放大模块的输出端。所述定压负载包括一个变压器和扬声器,所述变压器的原边连接于所述功率放大模块的输出端,副边经所述检流模块连接所述扬声器。
所述N个检流模块检测N个并联负载的电流,包括N个检流器,串联于N个所述定压负载中变压器的副边。
所述N个谐振模块对所述信号发生器产生的扫频信号中特定频率做出反应,并联于所述负载中变压器的副边,包括N个并联谐振电路和N个开关单元。所述N个并联谐振电路的谐振频率互不相同,谐振频率取值范围为人耳闻阈的最高频率至所述功率放大模块输出滤波器的截止频率,采用不同值的电感电容的并联谐振拓扑,每一个负载对应一个并联谐振电路,即每一个负载对应不同的谐振频率。所述N个开关单元拓扑相同,包括储能电路、谐振检测电路、逻辑运算电路、驱动电路和开关元件;所述储能电路并联在所述变压器副边,为所述谐振检测电路、逻辑运算电路、驱动电路和所述开关元件供电;所述谐振检测电路并联在所述变压器副边,判断所述变压器副边是否流过所述测试信号;所述逻辑运算电路输入为所述谐振检测电路的判断结果和所述检流模块的检测结果,输出连接所述驱动电路;所述驱动电路根据所述逻辑运算电路的运算结果驱动所述开关元件的通断;所述开关元件与所述并联谐振电路串联,再并联在所述变压器副边。
其中,当所述谐振检测电路判断所述变压器副边流过所述测试信号,且所述检流模块同时判断电流异常时,所述逻辑运算电路才判断需要通过所述驱动电路导通所述开关元件。当所述谐振检测电路判断所述变压器副边没有流过所述测试信号,而所述检流模块判断电流异常时,所述逻辑运算电路判断不需要通过所述驱动电路导通所述开关元件。当所述谐振检测电路判断所述变压器副边流过所述测试信号,而所述检流模块没有判断电流异常时,所述逻辑运算电路判断不需要通过所述驱动电路导通所述开关元件。
本发明所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统,在负载端无源的情况下,能够通过储能电路为一系列无源电路供电,根据负载端谐振电路谐振频率的不同,定位故障负载;储能过程还可以保证本发明所述的定位功能不会在系统开机时由于冲击电流产生误动。本发明可与包含并联负载故障检测的定压放大器系统结合使用,在故障发生后定位或系统正常工作时实时检测,灵活性强。
为了让本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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它相关的附图。
图1为本发明所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统的系统框图;
图2为本发明所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统的一个实施例其中一个负载的电路框图;
图3为本发明所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统在其中一个并联负载发生故障时的频率响应;
图4为本发明所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统在其中两个并联负载发生故障时的频率响应;
图中编号:
10:信号发生器;20X:N个检流模块;30X:N个谐振模块;
40:功率放大模块;50X:N个负载;501:定压负载;
5011:变压器;5012:扬声器;3011:并联谐振电路;
3012:开关单元;A:储能电路;B:谐振检测电路;
C:逻辑运算电路;D:驱动电路;E:开关元件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。
请参阅图1,为本发明所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统的系统框图,包括信号发生器10、N个检流模块20X、N个谐振模块30X、功率放大模块40和N个负载50X。功率放大模块40的输入端连接外部音频输入和信号发生器10,对输入信号进行放大,输出端并联N个负载50X。N个负载50X每一个都串联检流模块20X,并联谐振模块30X。
请参阅图2,为本发明所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统的一个实施例其中一个负载的电路框图,定压负载501包括变压器5011、扬声器5012,变压器5011的原边连接于功率放大模块的输出端,副边经检流模块201连接扬声器5012;谐振模块并联于变压器5011的副边,并联谐振电路3011和开关单元3012。开关单元包括储能电路A、谐振检测电路B、逻辑运算电路C、驱动电路D和开关元件E;储能电路A并联在变压器5011副边,为谐振检测电路B、逻辑运算电路C、驱动电路D和所述开关元件E供电;谐振检测电路B并联在变压器5011副边,判断变压器5011副边是否流过测试信号;逻辑运算电路C输入为谐振检测电路B的判断结果和检流模块201的检测结果,在本实施例中采用“与”运算,当谐振检测电路B判断变压器5011副边流过测试信号,且检流模块201同时判断电流异常,这两者同时发生时,逻辑运算电路才判断需要导通开关元件E,输出连接驱动电路D;驱动电路D根据逻辑运算电路C的运算结果驱动开关元件E的通断;开关元件E与并联谐振电路3011串联,再并联在变压器副边5011。
请参阅图3,为本发明所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统在其中一个并联负载发生故障时的频率响应。功率放大模块的输出滤波器的截止频率点位于f1处,在f2处频率响应发生了衰减,这说明利用谐振频率f2编码的并联负载发生故障。
请参阅图4,为本发明所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统在其中两个并联负载发生故障时的频率响应。功率放大模块的输出滤波器的截止频率点位于f1’处,在f2’、f3’处频率响应发生了衰减,这说明利用谐振频率f2’、f3’编码的两个并联负载发生故障。依此类推,当多个并联负载故障时,频率响应会产生多个衰减处,每一个衰减幅度最大的点对应的频率即为用来编码的谐振频率,找到谐振频率,即能定位故障的并联负载。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统,其特征在于,包括信号发生器、N个检流模块、N个谐振模块、功率放大模块和N个负载;所述功率放大模块的输入端连接外部音频输入和所述信号发生器,输出端有输出滤波器且并联N个负载;所述N个负载每一个中都串联所述检流模块,并联所述谐振模块;
所述信号发生器产生测试信号,所述测试信号为扫频信号,起始扫频频率为人耳闻阈的最高频率,结束扫频频率为所述功率放大模块输出滤波器的截止频率。
2.如权利要求1所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统,其特征在于,所述N个负载为N个定压负载,并联连接于所述功率放大模块的输出端;所述定压负载包括一个变压器和扬声器,所述变压器的原边连接于所述功率放大模块的输出端,副边经所述检流模块连接所述扬声器;
所述N个检流模块包括N个检流器,串联于N个所述定压负载中变压器的副边。
3.如权利要求2所述的一种利用谐振频率编码的故障定位定压功放系统,其特征在于,所述N个谐振模块并联于所述负载中变压器的副边,包括N个并联谐振电路和N个开关单元;所述N个并联谐振电路的谐振频率互不相同,谐振频率取值范围为人耳闻阈的最高频率至所述功率放大模块输出滤波器的截止频率,采用不同值的电感电容的并联谐振拓扑,每一个负载对应一个并联谐振电路,即每一个负载对应不同的谐振频率;所述N个开关单元拓扑相同,包括储能电路、谐振检测电路、逻辑运算电路、驱动电路和开关元件;所述储能电路并联在所述变压器副边,为所述谐振检测电路、逻辑运算电路、驱动电路和所述开关元件供电;所述谐振检测电路并联在所述变压器副边,判断所述变压器副边是否流过所述测试信号;所述逻辑运算电路输入为所述谐振检测电路的判断结果和所述检流模块的检测结果,输出连接所述驱动电路;所述驱动电路根据所述逻辑运算电路的运算结果驱动所述开关元件的通断;所述开关元件与所述并联谐振电路串联,再并联在所述变压器副边。
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