CN1472897A - 总线型公共广播系统终端接收单元 - Google Patents

Abstract

总线型公共广播系统终端接收单元，包括信号分离器、指令解调器、指令接收器以及声音开关、功放、喇叭。本发明的总线型公共广播系统终端接收单元具有音响效果高保真、结构简单可靠、配置灵活、容量几乎无限制的优点。

Description

总线型公共广播系统终端接收单元

技术领域

本发明涉及总线型公共广播系统，尤指总线型公共广播系统的终端接收单元。

背景技术

现有的公共广播系统在广播线路上是直接传送的大功率音频信号，而且为了能够实现较远距离的信号传递，线路上规定的电压一般为70-240V(各国制订不同的定电压标准)。在这种模式下，基本的公共广播系统由主机、广播线路和一个以上终端音箱单元组成，该终端音箱单元必须由喇叭、及其与广播线之间接入的线间变压器组成。这种终端音箱单元存在四个方面的无法从根本上克服的弊端：一是接收效果难以做到高保真；二是可靠性和稳定性差；三是接入系统的终端音箱单元不能在现场各自独立被使用，无法实现多用户共享公共广播系统资源；四是系统扩容受到已经配置的功放机和线材的限制而变得很困难。前二个方面下面进一步说明。

音响效果难以做到高保真的原因是线间变压器受到材料限制，功率带宽无法做到音频全频带。

可靠性和稳定性差的原因有三：一是由于每个喇叭必须通过线间变压器连接，线间变压器的特点是其初级负荷在低频时显著加重，在连接数量较多时，对主机功放机的工作就构成低频信号远超负荷，从而损坏功放机。虽然从理论上讲可以通过大量增加初级电感量来解决这一问题，但是体积、成本和兼顾高频端特性等的限制使得在实际上不可能实现。二是每个喇叭通过线间变压器被连接在一起，一旦某个变压器或喇叭出现短路或过载故障将引起其它连接在同一线路上的其它喇叭无法正常工作并且引起主机的功放机无法正常工作或损坏。三是此种终端音箱单元决定了线路上传送的是主机的功放机输出的高压大功率信号，一旦线路出现短路将直接危及功放机，导致功放机损坏，以致造成系统瘫痪。

发明内容

鉴于上述，本发明提供一种音响效果高保真、结构简单可靠、配置灵活、容量几乎无限制的总线型公共广播系统终端接收单元，它在总线型公共广播系统中起到接收和分离由主机通过总线发送的音源音频信号与用于分区广播控制的指令信号、将音频信号还原为声音等作用。

本发明的总线型公共广播系统终端接收单元，其特征在于：包括

信号分离器：其输入端接到总线，从总线上接收混合信号，并分离出音频信号和调制信号；调制信号送入指令解调器；

指令解调器：将调制信号解调出串行控制指令；

还包括

指令接收器：接收所述指令解调器输出的串行控制指令，并产生声音通断控制信号；

功放：其输入端接到上述信号分离器分离出的音频信号，进行功率放大；

声音开关：在上述声音通断控制信号的控制下产生通断控制动作；

喇叭：接到上述功放的输出，将音频信号还原成声音。

所述声音开关控制上述功放的输入端、输出端或电源端；

所述信号分离器的输入回路串联电阻，以起到隔离总线和减轻总线负荷的作用。

本发明具有如下实质性特点和优势：

首先，在音响质量方面，由本发明所决定的系统的终端由终端接收单元及声音还原装置等组成，因为甩掉了现有终端音箱单元中的限制音响频带的音频降压变压器，音响效果完全可以做到高保真，而且声音还原装置由于功率较小，故可采用技术十分成熟又价廉的高性能小功率集成功放；第二是在可靠性和稳定性方面，所决定的声音还原装置，由于功率较小，热量小，不容易损坏和老化；由于功放电路位于音箱内(或与音箱距离较近)直接连接到喇叭上，故不存在线路故障损坏功放的问题；第三是广播系统分区是通过串行控制指令进行的，无论多少区也只需在总线上发送串行控制指令即可实现，使得系统结构变得异常简单。第四是接入系统的各个终端接收单元由于其控制和处理均有自主权，所以，每个单元均可独立用来作为其它用途，实现多用户共享公共广播系统资源，如单独扩音、教学等；第五是可以通过提高各终端接收单元输入回路串联的电阻值来大大降低总线负荷，从而使得系统容量几乎没有限制，在实际的用户中其扩展几乎是无限的，而且不依赖于主机配置；第六利用其指令系统可实现其它用途的通信，如其它控制指令、数据通信等，使系统功能升级无限，更加便于与互连网、局域网连网及交互操作。

附图说明

图1是本发明的公共广播系统终端接收单元电原理框图。

图2是本发明的公共广播系统终端接收单元典型的具体实施例的电路图。

具体实施方式

参阅图1，本发明的公共广播系统终端接收单元由信号分离器1(如由电阻和电容等组成的频率分离电路)、指令解调器2(如FSK解调器)、指令接收器3(如单片机89C2051)以及声音开关、功放、喇叭组成。实际上，若干个这样的终端接收单元将并接于总线上组成一个基本的总线型公共广播系统的终端接收系统。

图1中所述各种功能电路模块，均属于普遍而成熟的技术，而且均可采用多种方案来实现。虽然实现的方案可以千变万化，但是其基本原理是一样的：

总线上的混合信号A通过信号分离器1分离出音频信号B和调制信号C，调制信号经过指令解调器2解调出串行控制指令D并被指令接收器3接收，产生声音通断控制信号E，它控制声音开关4，该开关将音频信号B进行通断控制后送到功放5的输入端，再进行功率放大，最后驱动喇叭6以还原声音。这里，所产生的声音通断控制信号E是用来控制被还原的声音的通断以达到分区广播控制的目的(声音通断控制信号E可以在必要的位置通过控制音频信号或电源的通断等方式以达到控制声音的通断)。

图2是一种典型的实施例子。在这个例子中，假定主机输出的音频信号和经过调制的控制指令信号的混合信号已经送到总线上，并输入到终端接收单元。载波频率则选择一般人耳听不见的频率，这样即使部分或全部载波在终端接收单元被送到喇叭也无关紧要，从而大大简化了信号分离器电路。其详细的结构和原理如下：

来自总线上的混合信号A经由电容C9、电阻R7、R10和运算放大器U6A组成的音频分离支路产生音频信号B；同时经由电容C2、电阻R3、R2、运算放大器U3A、电容C8、电阻R9和电容C7组成的调制信号分离支路产生调制信号C。这里，由于选用的载波频率较高，故通过C2-R3-R2、C8-R9及C7-U4的输入电阻组成的高通滤波器即可分离出调制信号C，它输入到FSK解调芯片U4(包括NE567及其相关元件电容C4、C5、C6、电阻R8等)即解调出串行控制指令D并被指令接收器单片机U7(包括89C2051及其振荡元件电容C10、C11、晶振Z3等)接收，产生声音通断控制信号E。以上R7和R3作为总线信号的输入元件还起着重要的隔离作用，即终端接收单元若出现故障，它们的存在就把故障与总线隔离开来。

声音通断控制信号控制声音开关U5A，音频信号B经过开关控制后由功率放大器U2(包括LM12及其附件电阻R6、R5、R4和电容C3等)放大，再驱动喇叭SP1还原声音。

Claims (9)

1、总线型公共广播系统终端接收单元，其特征在于：包括

信号分离器：其输入端接到总线，从总线上接收混合信号，并分离出音频信号和调制信号；调制信号送入指令解调器；

指令解调器：将调制信号解调出串行控制指令。

2、根据权利要求1所述的总线型公共广播系统终端接收单元，其特征在于：还包括

指令接收器：接收所述指令解调器输出的串行控制指令，并产生声音通断控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的总线型公共广播系统终端接收单元，其特征在于：还包括

功放：其输入端接到上述信号分离器分离出的音频信号，进行功率放大。

4.根据权利要求2或3所述的总线型公共广播系统终端接收单元，其特征在于：还包括

声音开关：其控制端连接到上述指令接收器输出的声音通断控制信号，以产生通断控制动作。

5、根据权利要求4所述的总线型公共广播系统终端接收单元，其特征在于：所述声音开关设置于上述功放的输入端之前、功放的输出端之后或功放的电源端之前，以实现声音通断控制。

6.根据权利要求3、4或5所述的总线型公共广播系统终端接收单元，其特征在于：还包括

喇叭：接到上述功放的输出，将音频信号还原成声音。

7、根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的总线型公共广播系统终端接收单元，其特征在于：所述信号分离器的输入回路串联电阻，以起到隔离总线和减轻总线负荷的作用。

8、根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的总线型公共广播系统终端接收单元，其特征在于：所述指令解调器接收的中心频率范围是191249.1Hz以上及1725.4Hz～183750.7Hz。

9、根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的总线型公共广播系统终端接收单元，其特征在于：所述指令解调器接收的中心频率范围是191249.1Hz以上及1725.4Hz～15312.5Hz和15937.6Hz～183750.7Hz。

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