CN2733757Y - 全数字智能化列车及公共广播机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字化智能列车及公共广播机，属于广播信息化产品领域。它是由下述结构构成：显示及指令发送部；显示及指令发送部的输出端与微处理器中心控制及执行部的输入端相连接；微处理器中心控制及执行部的输出端分别与显示及指令发送部、各种信号源输入部、扩音通道数字放大部、数字监听放大部的输入端相连接；各种信号源输入部的输出端分别与微处理器中心控制及执行部、扩音通道数字放大部、数字监听放大部的输入端相连接；扩音通道数字放大部的输出端与负载及广播网部、数字监听放大部的输入端相连接。它使用安全可靠，信号源多，操作简单，便于维护，适用范围广，特点是全数字、多功能、智能化的技术产品。

Description

全数字智能化列车及公共广播机

技术领域

本实用新型涉及一种广播类信息化产品，尤其涉及一种数字化智能列车及公共广播机。

技术背景

目前铁路旅客列车上使用的广播机和公共场所使用的广播机的基本电路结构是一样的，不同的只是外部壳体一个做成桌上放的台式，一个做成落地的台式。但它们的用途却完全不同：桌上放的台式适用在铁路旅客列车上；落地的台式适用在铁路客运站、机关、学校、工厂、企业、商场、宾馆、社区、农村等建有广播站的地方。

目前所使用的广播机存在下述问题：

1.现在全国近5000列铁路旅客列车仍使用上世纪80年代研发的模拟电路产品，已使用了二十年。由于信号源少，只有播音、收音、录放音三个信号源，满足不了功能上的需要，特别是哪怕坏一个信号源就直接影响整机的使用；故障率高，如录音机是民用的塑料机芯，使用时间稍长就出现声音小、杂音大、失真变调、甚至损坏不能用；又如易损件没有备用，一旦损坏，因为列车运行无法维修也不能调换机器，就只能停机变成“哑吧车”；保证不了中央人民广播电台的新闻转播，因为列车是在运行中收音，30分钟列车已运行上百里，由于地形、天气、场强分布等影响，新闻转播经常开始好，中间就声小、杂音大、甚至中断等；在技术上是模拟电路、分立元件多，可靠性差，故障率也多等，属陈旧落后技术设备，对每年16亿人次铁路旅客运输已起阻碍作用。

2.在全国火车站、长途汽车站、机场、码头、机关、学校、工厂、企业、商场、宾馆、社区、农村等的广播站现在使用的也全是模拟电路分立元件设备，存在着和上述铁路列车广播机同样的问题：市场上销售的公共广播机最多也是播音、收音、录音三个信号源，功能少；而且全为手动操作复杂繁锁；没有备份可靠性差。

目前使用的广播机，已经满足不了全国各行业广播用户事业发展的需要，急待升级换代的数字化、智能化、多功能的新技术产品的产生。

实用新型内容

本实用新型就是为了解决上述技术问题而提供的一种数字化智能列车及公共广播机，它使用安全可靠，信号源多，操作简单，便于维护，适用范围广，特点是全数字、多功能、智能化的技术产品。

为了解决上述技术问题本实用新型是这样实现的：

全数字智能化列车及公共广播机，它包括整机电源部，其特征在于它是由下述结构构成：用于显示和输入所需指令的显示及指令发送部；显示及指令发送部的输出端与微处理器中心控制及执行部的输入端相连接；微处理器中心控制及执行部的输出端分别与显示及指令发送部、各种信号源输入部、扩音通道数字放大部、数字监听放大部的输入端相连接；各种信号源输入部的输出端分别与微处理器中心控制及执行部、扩音通道数字放大部、数字监听放大部的输入端相连接；扩音通道数字放大部的输出端与负载及广播网部、数字监听放大部的输入端相连接。

本实用新型的优点和效果如下：

1.  当今市场上销售的铁路列车和公共广播机，全是模拟电路、手动操作设备，技术上已落后于时代。本实用新型：

①实现了200～800W大功率定压输出功率放大和整机全部数字化，使扩音设备升级换代；

②实现了MCU单片机微处理器自动控制，使整机检测、使用、显示、操作全面智能化。

2.本实用新型采用了：

①多种数字信号源：语音合成、CD、MP3、数字录音等；

②外接、内置、无线三个话筒；

③二台主用数字调谐收音机，两台可以同时使用；

④保留一台盒式录音机，使原有录音盒式带节目仍可使用。

总计10种信号源，大大扩展了本实用新型功能，克服了现用老设备信号源少，坏一个信号源就影响整机功能的缺陷；本实用新型别说坏一个信号源，就是坏二个、三个也不会影响整机功能。

3.利用液晶显示屏汉字提示，点击操作，认识汉字，就可以操作；改变了现用老设备手动操作复杂繁锁，不技术培训就不能使用的缺点。

4.由于本实用新型实现了全部数字化，取消了现用老设备模拟电路的分立元器件，体积大大缩小。所以，可以实现整机各电路盘、各部件模块化、插接化，大大方便了维修和组装。

5.本实用新型具有故障自动检测功能，一旦整机那个电路盘、那个部件出现故障会在液晶显示屏上自动报警，可以是声、光显示，并指明故障部位。使用人只要按指出的部位，拨掉故障盘，插上备用电路盘，就可消除故障，实现了“免维修”。这特别对列车广播机，在运行中使用又没有维修人员，就更显得重要，保证了设备的安全运用。

6.本实用新型重要的部位是“数字末级功放”，一旦广播网线路开路、短路最易损坏的也正是“数字末级功放”。为此在本实用新型中，采用了“数字末级功放”双套化，一对一100％备份，从而大大提高了整机运用的安全性。

以上所述是现有设备中没有的，本实用新型具有极大的市场价值。它适合铁路列车、火车站、机场、码头、机关、学校、工厂、企业、商场、宾馆、运动场、社区、农村等等场所使用，适用范围广，具有广泛的市场前景。

附图说明

图1是本实用新型概略框图；

图2是本实用新型详细结构框图。

图中1.显示及指令发送部；2.微处理器中心控制及执行部；3.各种信号源输入部；4.扩音通道数字放大部；5.负载及广播网部；6.数字监听放大部；7.各种告警显示部；8.整机电源部。

具体实施方式

图1是本实用新型概略框图；本实用新型是由下述结构构成：

用于显示和输入所需指令的显示及指令发送部1；显示及指令发送部1的输出端与微处理器中心控制及执行部2的输入端相连接；微处理器中心控制及执行部2的输出端分别与显示及指令发送部1、各种信号源输入部3、扩音通道数字放大部4、数字监听放大部6的输入端相连接；各种信号源输入部3的输出端分别与微处理器中心控制及执行部2、扩音通道数字放大部4、数字监听放大部6的输入端相连接；扩音通道数字放大部4的输出端与负载及广播网部5、数字监听放大部6的输入端相连接；各种告警显示部7的输出端与微处理器中心控制及执行部2的输入端相连接；各种告警显示部7的输入端分别与各种信号源输入部3、扩音通道数字放大部4、负载及广播网部5、整机电源部8的输出端相连接；整机电源部8的输入端与微处理器中心控制及执行部2的输出端相连接，整机电源部8的输出端分别与显示及指令发送部1、微处理器中心控制及执行部2、各种信号源输入部3、扩音通道数字放大部4、数字监听放大部6、各种告警显示部7的输入端相连接。

所述各部分的工作过程为：用于显示和输入所需指令的显示及指令发送部1将所需指令输出给微处理器中心控制及执行部2，微处理器中心控制及执行部2按指令要求自动选择各种信号源输入部3的信号源，将选择出的信号源信号送入扩音通道数字放大部4，扩音通道数字放大部4将放大后的大功率定电压输出信号输出给负载及广播网部5，微处理器中心控制及执行部2根据显示及指令发送部1输入的指令自动选择各种信号源输入部3或扩音通道数字放大部4，各种信号源输入部3或扩音通道数字放大部4的输出信号输入给数字监听放大部6，数字监听放大部6将选择出的输入信号放大进行监听，用于了解广播前端或末端信号输出情况。各种信号源输入部3的话筒强插播音信号输出给微处理器中心控制及执行部2，微处理器中心控制及执行部2控制话筒强插自动衰减电路衰减正在广播的信号源信号电平和切断数字监听放大部6，保证话筒播音的优先权。各种告警显示部7自动检测广播中的各种信号源输入部3、扩音通道数字放大部4、负载及广播网部5、和整机电源部8部工作是否正常，一旦发现那部份故障，微处理器中心控制及执行部2自动控制显示及指令发送部1在液晶显示屏上标识此部分故障显示告警和自动控制各种告警显示部7的蜂鸣器进行声音告警。整机电源部8供给显示及指令发送部1、微处理器中心控制及执行部2、各种信号源输入部3、扩音通道数字放大部4、数字监听放大部6、各种告警显示部7电源和一、二次电源断电时微处理器中心控制及执行部2自动控制显示及指令发送部1、告警显示部7告警。

图2是本实用新型详细结构框图。下面结合图2对本实用新型的各个部的结构及原理进行详细说明：

所述的显示及指令发送部分的结构及功能如下：

显示及指令发送部分1是由功能指令键和多功能液晶显示屏构成。开机后液晶显示屏显示菜单，显示本机的各种广播功能；使用人根据需要点击选择的广播功能即发指令，本机就会自动的广播此选择的功能，广播的音量也可以在多功能液晶显示屏上调整。

所述微处理器中心控制及其执行部的结构与功能如下：

微处理器中心控制及其执行部2是由话筒强插自动衰减电路、话筒控制切断监听电路、信号源输出选择电路、提示音发生器、监听选择电路、录音选择电路、发光二极管LED₂和LED₃构成。本实用新型采用单片机微处理器自动控制实现操作智能化，是现用老设备手动操作接线在技术上的飞越。此微处理器有如下自动控制功能：信号源自动选择功能，根据使用人输入的指令，可自动选择除话筒外的所有信号源中任一个信号源进行放音广播；话筒强插广播功能，当其他信号源广播时，话筒可以强插广播，具有广播优先权，此时：a.自动压低正在广播信号源的电平，以保证话筒广播；b.自动切断数字监听放大部的监听，防止振鸣；话筒停止广播时，a、b控制自动撤消，恢复原有信号源广播；监听自动选择功能，根据使用人指令，可自动监听任一个信号源输出或者末级功放输出；录音自动选择功能，根据使用人指令，可对任一信号源包括话筒自动录音；广播前自动放“提示音”，当本机要广播时，广播前自动放“提示音”引起听众注意，提高广播效果。

所述各种信号源输入部的结构和功能如下：

由语音合成、MP3、CD、数字录音、盒式录音、外接话筒、内置话筒、无线话筒、收音1、收音2、线路输入信号源构成，集聚了当今世界上所有的信号源，本实用新型的多功能也就是由此体现。

收音：采用了二台同时用并且都是主用的收音机，因为中央人民广播电台早7.30点、晚20.00点“新闻联播”时间，中央、省、市电台都转播，二台收音机同时各收不同频段的电台信号。当列车转播“收音1”信号时，一旦在运行中出现声小、杂音大、中断时可立即转“收音2”转播；因为是不同频段不同电台，在同一地点场强分布是不一样的，可以保证转播质量。此时“收音1”再调出一个收音好的电台等待，一旦“收音2”在运行中出现声小、杂音大、中断时再转回“收音1”，以此类推来保证列车运行中收音转播质量。这种用法是本实用新型的一大特点。

录音：采用了数字和盒式二个录音机，数字录音容量大、质量好、寿命长符合时代发展方向；盒式录音是为了利用多年来已制作好的大量节目带，如取消盒式录音机这大量节目带不能用了，会影响列车广播工作，所以本实用新型在一段时间内还要保留老设备这一功能，逐渐过渡才能符合客观需要有利生产。

拾音：集聚了当今语音合成、MP3、CD等数字信号源，可以播放市面上销售的所有光盘节目，并能根据自己的需要制作语言、音乐节目。

播音：采用了外接、内置、无线三个话筒，克服了老设备仅一个外接话筒一旦损坏就不能播音的缺陷；另外无线话筒对铁路小型客站等公共广播，需要在站台上看着现场情况播音是非常必要的。

所述扩音通道数字放大部的结构和功能如下：

扩音通道数字放大部4是由发光二极管LED₁、脉宽调制电路、与脉宽调制电路串联的数字混合放大器、分别与数字混合放大器相连接的两个相同的数字末级功放，以及与两个数字末级功放相连接的主备转换器构成。

输入的信号源模拟信号经脉宽调制变为数字信号，经混合放大器达到足够的电压和功率来推动大功率末级功放，末级功放实现数字信号大功率(200～800W)输出。

另外，为了克服传统设备一套末级功放一旦损坏使整机不能工作的可靠性缺陷，本实用新型采用了双套末级功放一对一备用，两套末级功放之间设有主备转换器，极大的提高了整机的安全性。特别对没有维修人员的列车广播机，消灭了“哑吧车”。

所述扩音通道数字放大部的技术要求为：标称额定输出功率≥200W；变压器定压输出60V或120V；同时可对二个独立的音频信号源单个或混合输入进行放大；音频模拟信号输入电平0dB、775mv；功放输出音量可调；功放具有过流、过压保护；功放输出为≥200W、60V或120V经变压器变回模拟信号后输出；功放应有良好散热措施，不能因为散热不好损坏元器件：应具有良好防震和防冲击措施；所用元器件需经老化、筛选，保证其稳定、可靠工作；采用插板式印刷电路板，接插端子排具有插接后加锁措施，防止车载运行中震动、冲击松动造成接触不良；电气性能指标：频率特性、谐波失真、信噪比、输入过激能力、输出电压调正率，稳定性，不应有自激和寄生震荡等，应满足国标(GB)三级以上标准；在温度为-5～+40℃，相对温度不大于90％，大气压力在70～106KPd时，应能连续工作≥8小时；绝缘电阻为1MΩ；绝缘耐压为不得发生击穿或闪络现象；供电电源为列车车电40～80V直流波动电源供电。

负载及广播网部的结构及功能如下：

负载及广播网部主要是由扬声器构成，它将所述的数字末级功放定压输出的60V(列车广播机)或120V(公共广播机)200～800W数字信号经过末级功放输出变压器还原成模拟信号，输出给广播网各杨声器进行广播。当广播中断时，可搬转换开关K甩掉广播网接匹配负载R判断是机器还是广播网故障。

数字监听放大部：

可监听信号源输出信号，也可监听末级功放输出给广播网的信号，以随时了解广播中的信号源输出或末级功放输出是否正常。数字监听放大部6是由脉宽调制电路、监听数字放大器、扬声器构成。

数字监听放大部采用数字放大器，亦是将模拟信号转换成数字信号进行放大，再经过输出变压器还原为模拟信号给监听扬声器听声音。

数字监听放大器的技术要求为：标称额定输出功率为1w；定阻输出为4Ω或8Ω，定阻输出直接与扬声器连接；音频模拟信号输入电平为0dB、775mv；具有音量输出调正电位器；供电方式为列车车电40-80V直流波动电源供电；其它技术要求同扩音通道数字放大部。

所述各种告警显示部的结构及功能如下：

各种告警显示部是由负载短路告警电路、负载开路告警电路、告警检测电路、各种告警灯、峰呜器构成。由告警检测电路对整机的重要部位进行监测，一旦检测出：广播网短路、广播网开路、广播的信号源无输出、数字末级功放无输出、整机电源盘一次或二次电源断电……等等，对应的告警灯亮或在液晶显示屏上对应标识告警显示和蜂鸣器声响进行告警。

所述整机电源部：

对列车广播机一次电源为车电48-4+12V(44～60V)直流波动电源，需经过逆变器转换为220V交流电源给整机电源盘；对公共广播机一次电源就是220V交流电源直接给整机电源盘就可以了。

整机电源盘二次电源，列车广播机和公共广播机是一样的。分路供给扩音通道数字放大器、监听数字放大器、各信号源、控制、告警、显示……等等部分电源保证其工作。

本实用新型的工作原理如下：

整机给上电源，“多功能液晶显示屏”即显示菜单，显示本机具有的各种广播功能。使用人根据需要点击“功能指令键”，所需指令即通过联线传给“微处理器”11端子。经“微处理器”处理后，通过其1端子给“提示音发生器”播放提示音；通过其4端子将指令给“信号源输出选择”选出使用人指定的信号源并将其信号送给“脉宽调制”。“脉宽调制”将此信号变为数字信号后，送给“数字混合放大器”、“数字末级功放”放大到足够功率，定压输出给广播网对现场广播，完成使用人发出的广播指令。

话筒播音具有广播优先权，只要话筒播音此信号就送到“微处理器”15端子，经“微处理器”处理后通过其端子3指令“话筒强插自动衰减电路”，衰减正在广播的信号源信号电平，可以到无声、也可以作为话筒播音的背景音乐，但都以话筒播音为主；通过其端子2指令“话筒控制切断监听电路”，切断监听数字放大器，防止振呜。另外话筒播音信号还直接送到扩音通道的“脉宽调制”、“数字混合放大器”、“数字末级功放”放大，输出给广播网广播，保证话筒播音的优先权。当话筒停止广播整机自动复原，如原有其他信号源广播会继续进行。

“数字末级功放”主备转换：当运用的“数字末级功放”发生故障，使用人可通过“功能指令键”在“多功能液晶显示屏”上点击“主备转换”。此指令通过联线给“微处理器”端子11，经“微处理器”处理后由其端子14给“主备转换”，“主备转换”执行后通过其1、2端子联线实现转换。

监听选择：本机可对广播中的信号源输出，没广播的其他各种信号源输出，如收音调台、节目选曲等不对外广播的监听和“数字末级功放”输出即广播网信号进行监听。使用人通过“功能指令键”在“多功能液晶显示屏”上点击选出那一种监听，并将此指令传给“微处理器”11端子。“微处理器”经处理后通过其端子5给“监听选择”，“监听选择”执行后通过其1、2、3端子联线实现指令指定的监听。又“监听选择”选择出的信号，通过其端子4给数字监听放大部的“脉宽调制”、“监听数字放大器”放大到要求功率带动扬声器监听，为定阻输出数字放大器。

录音选择：可对正在广播的信号源输出、可对没进行广播的信号源输出、可对“并信信号”录音。录音选择是使用人通过“功能指令键”在“多功能液晶显示屏”上点击选出，并将此指令给“微处理器”11端子。经“微处理器”处理后由其端子6送给“录音选择”，“录音选择”执行后通过其1、2、3端子联线实现。又上述“录音选择”选择出的信号，由其端子4送给“数字录音机”或MP3进行录音。

LED显示：是话筒播音信号输出显示LED₁、“信号源输出选择”选择出的信号源输出信号显示LED₂、“录音选择”选择出的录音信号输入显示LED₃，这些显示一方面指示其输出、输入是否正常，另一方面是为了让使用人直观醒目。

告警检测电路：本机可对各信号源输出，数字末级功放输出，“整机电源盘”一、二次电源供给，广播网开、短路……等电路进行检测，发现任一处故障均能自动指令“多功能液晶显示屏”对应标识显示告警或报警灯亮告警，同时令蜂鸣器声响告警。联线方式是：上述各电路均联线到“告警检测电路”，经自动检测如发现故障即发指令给“微处理器”9端子。经“微处理器”处理后在其7、8、10、11、12、13等告警端子中找出对应故障电路，一使报警灯亮告警显示或“多功能液晶显示屏”对应标识显示告警，二令峰呜器声响告警。而且不人为复原，灯亮、声响不止，直至有人复原，表示使用人已知晓。

整机电源供给：本机可以由列车车电44～60V直流波动电源或220V交流电源供电，经“整机电源盘”逆变、整流、稳压、分路后，分别供给液晶显示、微处理器中心控制，各种信号源、扩音通道数字放大、监听数字放大、检测、告警、显示……等有源部件电源，保证整机工作。

Claims (5)

1.全数字智能化列车及公共广播机，他包括整机电源部(8)，其特征在于它是由下述的结构构成：用于显示和输入所需指令的显示及指令发送部(1)；显示及指令发送部(1)的输出端与微处理器中心控制及执行部(2)的输入端相连接；微处理器中心控制及执行部(2)的输出端分别与显示及指令发送部(1)、各种信号源输入部(3)、扩音通道数字放大部(4)、数字监听放大部(6)的输入端相连接；各种信号源输入部(3)的输出端分别与微处理器中心控制及执行部(2)、扩音通道数字放大部(4)、数字监听放大部(6)的输入端相连接；扩音通道数字放大部(4)的输出端与负载及广播网部(5)、数字监听放大部(6)的输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的全数字智能化列车及公共广播机，其特征在于它还设有各种告警显示部(7)，各种告警显示部(7)的输出端与微处理器中心控制及执行部(2)的输入端相连接，各种告警显示部(7)的输入端分别与各种信号源输入部(3)、扩音通道数字放大部(4)、负载及广播网部(5)、整机电源部(8)的输出端相连接。

3.根据权利要求1所述的全数字智能化列车及公共广播机，其特征在于所述的扩音通道数字放大部(4)是由脉宽调制电路；与脉宽调制电路串联的数字混合放大器；分别与数字混合放大器相连接的两个相同的数字末级功放；以及与两个数字末级功放相连接的主备转换器构成。

4.根据权利要求1所述的全数字智能化列车及公共广播机，其特征在于所述的数字监听放大部(6)是由脉宽调制电路、监听数字放大器、扬声器构成。

5.根据权利要求1所述的全数字智能化列车及公共广播机，其特征在于所述的各种信号源输入部(3)是由语音合成、MP3、CD、数字录音、盒式录音、外接话筒、内置话筒、无线话筒、收音1、收音2、线路输入构成。

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