KR200222443Y1 - 무정지 2중화 구내방송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 무정지(無停止) 2중화 구내 방송시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 구내 방송시스템 중에서 메인앰프의 여러 가지 내.외부 장애 요인을 검출하여 이득을 자동으로 보상함으로써 안정적인 동작을 할 수 있도록 하는 한편, 정상 동작이 불가능한 정도의 장애가 발생될 경우 메인앰프의 출력을 차단함과 동시에 예비앰프로 신속히 전환 연결되도록 하여 이상 현상에 의한 메인앰프와 스피커의 치명적 파손을 보호하고, 전체 시스템이 항상 정상적으로 동작할 수 있도록 하는 무정지 2중화 구내방송 시스템에 관한 것이다.

본 고안의 무정지 2중화 구내방송 시스템은 마이크로부터 출력되는 음성신호를 증폭하여 출력하는 증폭회로가 구비되는 앰프와, 상기 앰프로부터 출력되는 신호를 재생하는 스피커가 구비되는 구내 방송장치에 있어서, 상기 앰프는 상기 증폭회로의 파워트랜지스터 온도를 검출하여 복구불능/가능신호를 출력하는 과열검출회로와, 상기 과열검출회로의 복구가능신호에 의해 파워트랜지스터 방열판을 냉각시키는 냉각팬을 제어하는 냉각팬구동부와, 상기 앰프 내부의 이상 동작시 출력되는 DC전원을 검출하여 복구불능신호를 출력하는 직류전원 검출회로와, 상기 증폭회로로부터 과대한 출력에 의한 신호의 왜곡 상태를 검출하여 복구가능신호를 출력하는 찌그러짐 검출회로와, 부하의 임피던스를 검출하여 복구가능신호를 출력하는 과부하 검출회로로 구성된 장애검출부와, 상기 장애검출부인 과열검출회로 및 직류전원 검출회로로부터 출력되는 복구불능신호 인가시 스피커와 다른 앰프를 자동으로 연결시키는 절환회로와, 상기 장애검출부인 찌그러짐 검출회로 및 과부하 검출회로로부터 출력되는 복구가능신호 인가시 상기 증폭회로의 출력 이득을 조절하여 안정화시키는 이득조절회로를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

또한 본 고안의 무정지 2중화 구내방송 시스템은 상기 증폭회로, 장애검출부, 이득조절회로, 절환회로로 이루어지는 앰프를 n대 이상 연결하여 절반은 메인앰프로 사용하고, 나머지 절반을 예비앰프로 사용한 것에 특징이 있다.

Description

무정지 2중화 구내방송 시스템{Fault tolerant Dual Public Addresser System}

본 고안은 무정지(無停止) 2중화 구내 방송시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 구내 방송시스템 중에서 메인앰프의 여러 가지 내.외부 장애 요인을 검출하여 이득을 자동으로 보상함으로써 안정적인 동작을 할 수 있도록 하는 한편, 정상 동작이 불가능한 정도의 장애가 발생될 경우 메인앰프의 출력을 차단함과 동시에 예비앰프로 신속히 전환 연결되도록 하여 이상 현상에 의한 메인앰프와 스피커의 치명적 파손을 보호하고, 전체 시스템이 항상 정상적으로 동작할 수 있도록 하는 무정지 2중화 구내방송 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 구내 방송시스템은 빌딩, 아파트, 학교, 선박 등에 설치되어 각종 안내 방송이나 교육 및 회의, 또는 비상사태 발생시 긴급대처 사항을 알리는 시스템으로서 널리 사용되고 있다.

이러한 구내 방송시스템의 일반적인 구성은 도 1의 (가)에서와 같이 크게 마이크(1)를 통해 수신되는 방송자의 음성신호를 증폭하여 출력하는 앰프(2)가 구비되고, 이 앰프(2)로부터 출력되는 증폭된 음성신호를 사람이 청취할 수 있도록 하는 송출하는 스피커(3)로 이루어 있으나, 이와 같은 종래 구내 방송시스템은 하나의 앰프(2)를 사용함으로써 상기의 앰프(2)에 과열, 부하단락, 과부하 등의 장애가 발생하면 전체 기능이 정지되는 문제점이 발생된다.

또한, 도 1의 (나)에 도시된 바와 같이 하나의 마이크(1)와 스피커(3) 사이에 2대 이상의 앰프(4)(5)를 병렬로 연결하여 하나의 앰프(4)가 장애가 발생될 경우 다른 앰프(5) 하나로 만 사용하도록 하고 있다.

그러나 상기와 같이 두 대 이상의 앰프를 사용할 경우 각각의 앰프의 출력은 완전히 동일하여야 하며, 역상의 신호가 인가될 경우 상호간섭에 의하여 앰프가 파손되는 등의 기술적인 문제가 있을 뿐만 아니라, 나머지 한 대만 사용함으로써 과부하에 의해 남아있는 나머지 한 대의 앰프도 파손될 가능성이 많으며, 장애가 발생한 앰프가 분리되지 않음으로 따라 정상 동작하는 앰프의 출력이 장애 앰프에 의해 방해를 받아 정상 출력이 안되거나 오히려 파손까지 되는 경우가 발생되는 등 많은 문제점이 있는 것이다.

즉, 구내 방송시스템에 있어 앰프의 효율은 약 60%이며 전원회로 효율은 약 80% 정도로서, 100W 출력 앰프의 경우 200W의 전원 입력이 필요하게 되며, 이 중 50%인 100W가 열로서 소비된다. 따라서 이러한 대부분의 열이 발생되는 출력 트랜지스터에 방열판을 설치하고, 이 방열판을 통해 열을 방출함과 동시에 냉각팬을 사용하여 냉각 효율을 높이도록 하고 있으나, 냉각팬의 고장 등으로 과열이 발생되면 출력 트랜지스터의 파손은 물론, 이로 인해 스피커가 파손되는 현상이 발생하게 되어 과열에 의한 보호장치가 필요하게 된다.

특히, 구내방송 시스템를 선박에 적용할 경우 화재, 침수 등의 긴급상황 발생시 최후의 퇴선 명령 등에 사용되는 중요한 지휘/통제 시스템으로 항해 중 장애 발생시 복구가 어려워 인명의 안전에 치명적인 결과를 초래하게 됨에 따라 여러 가지 내 외부 장애 요인을 자동으로 검출하고, 앰프로서의 기능이 불가능할 정도의 장애가 발생한 경우 다른 예비앰프로 자동 전환하여 정상 동작하게 함으로서 인명의 안전을 보호할 수 있는 시스템 개발이 요구되는 것이다.

본 고안은 상기의 요구에 부응하기 위한 것으로서 구내 방송시스템을 구성하는 앰프에 과열, 부하단락, 과부하, 과도전압, DC전압 등을 검출하여 제어신호를 출력하는 자동제어부를 부가하고, 이 자동제어부로부터 출력되는 제어신호에 따라 앰프의 출력 이득을 조절하여 앰프 자체를 보호하며, 정상 동작이 불가한 장애의 경우 자체 또는 스피커의 치명적 파손을 보호하기 위해 스피커와의 연결을 차단함과 동시에 예비앰프로 신속히 전환 연결되어 전체 시스템이 항시 정상 동작되도록 함으로써 선박 등에 적용할 경우 비상사태의 경우에도 정확한 지휘.통제가 가능하게 되어 귀중한 인명과 재산을 보호할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 고안의 무정지 2중화 구내방송 시스템은 마이크로부터 출력되는 음성신호를 증폭하여 출력하는 증폭회로가 구비되는 앰프와, 상기 앰프로부터 출력되는 신호를 재생하는 스피커가 구비되는 구내 방송장치에 있어서, 상기 앰프는 상기 증폭회로의 출력단에 연결되어 앰프 내부 파워트랜지스터의 온도를 검출하여 복구불능/가능신호를 출력하는 과열검출회로와, 상기 과열검출회로의 복구가능신호에 의해 파워트랜지스터 방열판을 냉각시키는 냉각팬을 제어하는 냉각팬구동부와, 상기 증폭회로의 출력단에 연결되어 앰프 내부의 이상 동작시 출력되는 DC전원을 검출하여 복구불능신호를 출력하는 직류전원 검출회로와, 상기 증폭회로의 출력단에 연결되어 상기 증폭회로로부터 과대한 출력에 의한 신호의 왜곡 상태를 검출하여 복구가능신호를 출력하는 찌그러짐 검출회로와, 상기 증폭회로의 출력단에 연결되어 부하의 임피던스를 검출하여 복구가능신호를 출력하는 과부하 검출회로로 구성된 장애검출부와, 상기 장애검출부인 과열검출회로 및 직류전원 검출회로로부터 출력되는 복구불능신호 인가시 스피커와 다른 앰프를 자동으로 연결시키는 절환회로와, 상기 장애검출부인 찌그러짐 검출회로 및 과부하 검출회로로부터 출력되는 복구가능신호 인가시 상기 증폭회로의 출력 이득을 조절하여 안정화시키는 이득조절회로를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

도 1의 (가), (나)는 종래 일반적인 구내 방송시스템의 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 무정지 2중화 구내방송 시스템의 앰프 블록도.

도 3a는 도 2에 도시된 증폭회로의 전력증폭회로도.

도 3b는 도 2에 도시된 과열검출회로도.

도 3c는 도 2에 도시된 직류전원 검출회로도.

도 3d는 도 2에 도시된 절환회로도.

도 3e는 도 2에 도시된 찌그러짐 검출회로도.

도 3f는 도 2에 도시된 과부하 검출회로도.

도 4a, 도 4b는 본 고안에 따른 무정지 2중화 구내방송 시스템의 결선 예를

나타낸 블록도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 마이크 3 : 스피커 4,5 : 앰프

11 : 장애검출부 12 : 과열 검출회로 13 : 직류전원 검출회로

14 : 찌그러짐 검출회로 15 : 과부하 검출회로 16 : 이득조절회로

17 : 증폭회로 18 : 냉각팬 구동회로 20 : 절환회로

이하 본 고안의 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 무정지 2중화 구내방송 시스템에 있어 앰프(4)의 블록도로서, 마이크(1)로부터 출력되는 음성신호를 증폭하여 출력하는 증폭회로(17)가 구비되고, 상기 증폭회로(17)의 출력단에는 앰프(4)의 과열, 부하단락, 과부하, 과도전압, DC전압, 등을 검출하여 복구불능신호(BN) 및 복구가능신호(EN)를 출력하는 장애검출부(11)가 연결되며, 상기 장애검출부(11)의 출력측에는 복구불능신호 (BN)에 의해 다른 앰프의 출력을 스피커(3)로 연결시키는 절환회로(20)가 접속됨과 동시에 복구가능신호(EN)에 의해 상기 증폭회로(17)의 출력 이득을 조절하여 안정화시키는 이득조절회로(16)가 연결되어 구성된다.

또한, 상기 장애검출부(11)는 앰프(4)의 출력트랜지스터의 방열판 온도를 검출하여 그 검출된 온도 정도에 따라 복구불능/가능신호(BN)(EN)를 출력하는 과열 검출회로(12)와, 상기 과열 검출회로(12)의 복구가능신호(EN)에 의해 방열판을 단계적으로 냉각시키는 냉각팬을 제어하는 냉각팬구동부(18)와, 상기 증폭회로(17)로부터 출력되는 DC전원을 검출하여 복구불능신호(BN)를 절환회로(20)로 출력하는 직류전원 검출회로(13)와, 상기 증폭회로(17)로부터 출력되는 신호의 왜곡 상태를 검출하여 일그러짐이 발생시 이득조절회로(16)로 복구가능신호(EN)를 출력하는 찌그러짐 검출회로(14)와, 상기 증폭회로(17)의 출력단에 연결되어 앰프(4)에 접속되는 부하의 임피던스를 검출하여 과부하 검출시 이득조절회로(16)로 복구가능신호(EN)를 출력하는 과부하 검출회로(15)로 이루어진다.

여기서 장애검출부(11) 및 이득조절회로(16), 증폭회로(17), 절환회로(20)로 이루어지는 앰프(4)는 연결 및 상용하는 운영방식에 따라 앰프와 예비앰프로 구분되어 진다. 따라서 상기의 구성과 동일하게 이루어지는 또 다른 앰프(5)가 절환회로(20)에 접속되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 무정지 2중화 구내방송 시스템의 동작개요를 설명하면 다음과 같다.

먼저 마이크(1)로부터 출력되는 음성신호는 앰프(4)의 증폭회로(17)에서 증폭된 후 절환회로(20)를 통해 스피커(3)로 송출됨과 동시에 장애검출부(10)의 과열 검출회로(12) 및 직류전원 검출회로(13), 찌그러짐 검출회로(14), 과부하 검출회로 (15)로 각각 인가된다.

이때 상기 과열검출회로(12)에서는 앰프(4) 내부의 출력트랜지스터 방열판의 온도를 감지하여 방열판의 온도가 55℃ 이상일 경우 냉각팬구동부(18)를 제어하여 앰프(4) 내부에 설치되어 있는 미 도시된 냉각팬을 고속 회전시켜 냉각속도를 빠르게 하며, 방열판의 온도가 50℃ 이하일 경우 냉각팬을 저속 회전하도록 함으로써 최대 출력으로 장시간 사용하지 않는 평상시의 경우 냉각팬을 저속 동작시켜 소음 감소 및 수명을 연장하게 하는 한편, 이상 동작 등으로 방열판의 온도가 상승하여 75℃ 이상이 되면 복구불능신호(BN)를 절환회로(20)에 출력하게 된다.

그리고 직류전원 검출회로(13)에서는 앰프(4) 내부의 이상 동작으로 증폭회로(17)로부터 직류전압이 출력될 경우 부하(스피커)가 단락된 것과 동일하여 앰프(4)가 파손되는 결과를 초래하게 됨으로써 DC성분이 검출되면, 이 DC신호를 적분하여 증폭회로(17)에 역바이어스를 인가하여 항상 출력 DC전압이 0V가 되게 하며, 고장 등에 의하여 계속 DC 전압이 출력되면 복구불능신호(BN)를 절환회로(20)에 전송하게 된다.

따라서 상기 과열검출회로(12) 및 직류전원 검출회로(13)로부터 복구불능신호(BN)가 절환회로(20)에 입력되면 상기 절환회로(20)의 내부적인 회로에 의해 다른 앰프(5)와 스피커(3)를 서로 연결시키게 됨으로써 앰프(4)의 이상 동작으로 인해 발생될 수 있는 파손을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 상기 찌그러짐 검출회로(14)에서는 증폭회로(17)로부터 과대한 출력에 의한 신호의 왜곡 상태를 검출하여 복구가능신호(EN)를 이득조절회로(16)에 출력하고, 상기 과부하 검출회로(15)에서는 규정의 임피던스보다 낮은 스피커(3)를 연결하거나 병렬로 많이 연결할 경우 앰프(4) 내부가 즉시 파손되거나 과열이 발생되어 파손되며 이에 의해 스피커(3)까지 파손되는 경우가 발생하므로 과부하가 검출될 경우 복구가능신호(EN)를 이득조절회로(16)에 인가하게 된다.

따라서 이득조절회로(16)는 찌그러짐 검출회로(14)와 과부하 검출회로(15)로부터 복구가능신호(EN)가 입력되면 컨덕턴스(Conductance)를 가변하여 증폭회로 (17)의 이득을 감소시켜 항시 일정한 레벨로 출력되도록 한다.

그러므로 장애검출부(11)와 이득조절회로(16)에 의해 앰프(4)에 이상 발생시 안정된 동작을 수행할 수 있도록 이득을 조절함은 물론, 정상적인 동작이 불가능 할 경우 절환회로(20)에 의해 다른 앰프(5)와 스피커(3)를 연결함으로써 앰프(4)와 스피커(5)를 보호할 수 있을 뿐만 아니라 중단 없이 방송이 이루어지게 되어 긴급 상황 발생시 귀중한 인명과 재산을 보호할 수 있는 것이다.

본 고안에 따른 무정지 2중화 구내방송 시스템의 보다 상세한 구성과 작용과정을 첨부된 도 3a 내지 도 3f에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 도 2에 도시된 증폭회로의 일부인 전력증폭회로(17)도로서, 마이크 (1)로부터 출력되는 방송신호는 전력증폭회로(17)의 트랜지스터(Q3~Q6)(Q11~Q14)의 상호 작용으로 증폭되어 출력되며, 상기 증폭회로(17)의 각 단으로부터 장애검출부 (11)인 과열검출회로(12)와 직류전원 검출회로(13), 찌그러짐 검출회로(14), 과부하 검출회로(15)로 각각 인가되어 진다.

도 3b는 도 2에 도시된 앰프(4)내의 과열검출회로(12)의 상세 회로도로서, 메인앰프(4) 내부의 출력트랜지스터로부터 발생되는 열을 방출하는 방열판에 설치되어 온도에 비례하는 전압을 출력하는 온도검출센서(21)와, 상기 온도검출센서 (21)의 출력단에 연결되고 다수의 저항(R4,R6,R7,R9)과 비교기(OP1)로 이루어져 소정 범위의 온도를 검출하여 냉각팬구동부(18)에 제어신호를 출력하는 제 1 온도검출회로(22)와, 상기 온도검출센서(21)의 출력단에 병렬 연결되고 다수의 저항 (R2,R3, R5,R8,R10)과, 콘덴서(C1), 비교기(OP2)로 이루어져 상기 제 1 온도검출회로(22) 보다 높은 온도범위를 검출하여 절환회로(20)에 복구불능신호(BN)를 출력하는 제 2 온도검출회로(23)로 구성된다.

이와 같이 이루어진 과열 검출회로(12)는 메인앰프(4)의 출력 트랜지스터로부터 발생되는 열을 방출하는 방열판에 설치된 온도검출센서(21)에서 방열판의 온도 1℃당 10mV의 전압을 출력하게 되며, 이러한 전압은 제 1 온도검출회로(22)인 저항(R6)(R7)의 분압에 의해 결정된 기준전압이 인가되는 비교기(OP1)에 인가됨으로써 상기 비교기(OP1)는 비반전단자(+)에 인가되는 방열판의 온도에 비례하는 전압과 반전단자(-)에 인가되는 기준전압을 비교하여 그 결과 값에 따라 냉각팬구동부(18)에 인가되는 전압을 다르게 출력하게 된다.

즉, 온도검출센서(21)에서 검출된 방열판의 온도가 55℃ 이상일 경우 높은 전압을 출력하여 냉각팬을 고속 동작시켜 냉각 속도를 빠르게 하며, 검출된 방열판의 온도가 50℃ 이하일 경우 낮은 전압을 출력하여 냉각팬을 저속 동작시킴으로써 최대 출력으로 장시간 사용하지 않는 평상시의 경우 냉각팬을 저속 동작시켜 소음 감소 및 수명을 연장하게 한다.

이와 동시에 온도검출센서(21)로부터 출력되는 방열판의 온도에 비례하는 전압은 제 2 온도검출회로(23)인 저항(R5)(R8)의 분압에 의해 결정된 기준전압이 인가되는 비교기(OP2)에 인가됨으로써 상기 비교기(OP2)는 반전단자(-)에 인가되는 방열판의 온도에 비례하는 전압과 비반전단자(+)에 인가되는 기준전압(Vref)을 비교하여 방열판의 온도가 75℃ 이상이 될 경우 메인앰프(4)의 동작이 불가능한 상태로 결정하여 절환회로(20)에 '로우'레벨의 복구불능신호(BN)를 출력하게 된다.

또한, 구내 방송시스템에 있어 메인앰프(4) 내부의 이상 동작으로 직류전원 (DC)이 출력될 경우에 스피커(부하)가 단락된 것과 동일한 작용을 하게되어 메인앰프(4)에 과열이 발생되어 파괴되거나, 스피커가 파손되는 현상이 야기됨으로써 메인앰프(4)의 출력신호에 포함된 DC성분을 제거하는 회로가 필요하게 된다.

즉, 도 3c는 메인앰프(4)의 출력신호에 포함된 직류전원을 검출하여 소정의 제어신호를 출력하는 직류전원 검출회로(13)도로서, 저항(R11~R14), 콘덴서(C2), 다이오드(D1)(D2), 연산증폭기(OP3)로 이루어지고 증폭회로(17)의 출력신호에 포함된 DC성분을 적분하여 상기 증폭회로(17)에 역바이어스를 인가하여 증폭회로(17)에서 항시 DC 0V가 되게 하는 적분회로(24)와, 저항(R15,R16), 콘덴서(C3), 트라이액 (TRIAC), 다이오드(D4)로 이루어지고 메인앰프(4)로부터 출력되는 신호에 포함된 DC성분이 소정 범위 내에서 일정시간 지속적으로 유지될 경우 절환회로(20)에 복구불능신호(BN)를 인가하는 직류검출 신호발생부(25)로 구성된다.

이와 같이 이루어진 직류전원 검출회로(13)는 증폭회로(17)의 최종 출력신호(D)에 '+'레벨의 DC 성분이 포함되어 있을 경우 적분회로(24)인 저항(R11) (R12), 콘덴서(C2), 연산증폭기(OP3)의 회로에 의해 '-'레벨의 DC신호로 적분한 후, 이 신호를 전력증폭회로(17)에 인가한다. 또한, 앰프(4)의 최종 출력신호에 '-'레벨의 DC 성분이 포함되어 있을 경우 적분회로(24)인 저항(R11)(R12), 콘덴서 (C2), 연산증폭기(OP3)의 회로에 의해 '+'레벨의 DC신호로 적분한 후, 이 신호를 전력증폭회호(17)에 인가하게 된다.

따라서 상기 연산증폭기(OP3)의 출력신호는 증폭회로(17)에 부궤환 되어 상기 증폭회로(17)의 DC 성분 출력이 항상 '0V'가 유지되도록 함으로써 증폭회로(17)과열이나 이로 인한 스피커의 파손을 예방하게 되는 것이다.

한편, 전력증폭회로(17)의 이상 동작으로 인하여 증폭회로(17)의 출력에 포함된 DC 출력 전압이 평균 ±0.6V 이상으로 3초 이상 지속될 경우 직류검출 신호발생부(25)인 저항(R16)과 콘덴서(C3)의 시정수 회로를 통해 트라이액(TRIAC)에 트리거신호를 인가하여 턴온상태로 만들게되어 절환회로(20)로 메인앰프(4)가 정상동작이 불가능한 '로우'레벨의 복구불능신호(BN)를 출력하게 된다.

여기서 트라이액(TRIAC)은 시스템 전원을 차단시킨 후 다시 전원을 공급하지 않는 한 복구되지 않게 된다.

도 3d는 도 2에 도시된 앰프(4)의 절환회로(20)로서, 먼저 시스템에 초기전원이 공급될 경우 앰프(4)가 과도기적인 동작 상태에서 앰프(4) 자체 및 부하(스피커)를 보호하기 위하여 릴레이(RY)가 즉시 동작되지 않고 일정시간(약 3초) 동안 대기 후 온 상태로 된다.

이것은 저항(R15)과 콘덴서(C3)의 시정수 회로에 의해 트랜지스터(Q1)가 턴온되고, 이 신호가 다시 저항(R18)과 콘덴서(C4)의 시정수 회로에 의해 지연된 후 연산증폭기(OP4)의 출력이 '로우'레벨이 되어 트랜지스터(Q2) 및 릴레이(RY)를 동작시킴으로써 릴레이 스위치(RS1)(RS2)는 ⓑ접점으로 연결되어 앰프(4)와 스피커 (3)를 서로 연결하게 된다.

이러한 상태에서 장애검출부(11)의 과열검출회로(12)와 직류전원 검출회로 (13)로부터 출력되는 '로우'레벨의 복구불능신호(BN)가 절환회로(20)의 트랜지스터 (Q1)에 인가될 경우 상기 트랜지스터(Q1)는 턴오프 상태로 전환되어 콘덴서(C4)의 충전전압이 다이오드(D5) 및 저항(R17) 경로를 통해 방전됨에 따라 연산증폭기 (OP4)는 '하이'레벨을 출력하게 되며, 이 신호에 의해 트랜지스터(Q2)를 턴오프 상태로 전환함으로써 릴레이(RY)를 오프상태로 만들게 된다.

이때 상기 릴레이(RY)가 오프상태가 되면 릴레이 스위치(RS1)(RS2)는 ⓐ접점으로 연결되어 다른 앰프(5)의 출력단과 스피커(3)를 연결시킴으로써 앰프(4)가 동작이 불가능하게 될 경우 자동으로 다른 앰프(5)로 절환하게 되는 것이다.

도 3e는 도 2에 도시된 찌그러짐 검출회로(14)로서 증폭회로(17)로부터 과대한 출력에 의한 신호의 왜곡 상태를 검출하여 복구가능신호(EN)를 이득조절회로 (16)에 출력하도록 되어 있다.

즉, 과대한 입력신호 등에 의한 증폭회로(17)의 트랜지스터(Q5)(Q6)가 오프상태로 가까워질 경우 그 출력신호(P1)(P2)에 의해 평소에 항상 온 상태로 되어있는 찌그러짐 검출회로(14)의 트랜지스터(Q7)(Q8)가 턴오프 상태로 전환되고, 이 신호는 연산증폭기(OP5)에 입력됨으로써 상기 연산증폭기(OP5)는 '-' 극성의 찌그러짐 신호를 출력하게 되며, 상기의 찌그러짐 신호는 이득조절회로(16)에 부궤환 되어 이득을 감소시킴에 따라 항상 찌그러지지 않는 최적의 신호가 출력되어 안정된 동작이 이루어질 수 있는 것이다.

구내 방송시스템의 앰프(4)에 규정의 임피던스보다 낮은 스피커를 연결하거나, 다수의 스피커를 연결할 경우 앰프(4) 내부가 즉시 파손되거나 과열이 발생하여 파손되는 현상이 발생되며, 스피커 케이블이 여러 곳으로 멀리 결선 됨으로 인해 전송 손실을 줄이기 위해 승압(100V)하여 전송하므로 누전, 케이블 단락 등의 장애 발생률이 높게 되고, 이런 경우 앰프 및 스피커는 과열에 의해 파손되는 경우가 발생하게 되므로 과부하를 검출하여 시스템의 파손을 방지하는 장치가 필요하게 된다.

따라서 도 3f는 앰프(4)의 과부하를 검출하여 시스템이 안정적인 동작을 할 수 있도록 하는 과부하 검출회로(15)로서, 전력증폭회로(17)의 출력 트랜지스터 (Q14)의 에미터 저항 전압값(S1)(D)과 트랜지스터(Q14)의 에미터 저항 전압값(S2) (D)을 비교기(OP6)(OP7)에서 비교하여 일정전압 이상일 경우 과부하 또는 출력 단락으로 판정하여 '-'레벨의 과부하신호를 이득조절회로(16)에 인가하게 되어 이득을 감소시킴에 따라 항상 일정전류 이하 만 흐르도록 함으로써 과부하 검출시 출력이득을 조절하여 안정된 동작이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

상기와 같이 증폭회로(17), 장애검출부(11), 이득조절회로(16), 절환회로 (20)로 이루어지는 앰프(4)를 두 대 이상 연결하여 결선에 의해 메인앰프와 예비앰프가 결정되며, 이 결선에 의해 메인앰프가 이상 발생 시 예비앰프로 자동 연결됨으로써 항시 안정되게 무정지 구내방송 시스템을 2중화하여 운용할 수 있는 것이다.

즉, 도 4a 및 도 4b는 본 고안에 따른 무정지 2중화 구내방송 시스템의 앰프를 하나 이상 연결하여 2중화시스템을 운영하는 방법을 도시한 것으로써, 도 4a는 증폭회로(17), 장애검출부(11), 이득조절회로(16), 절환회로(20)로 이루어지는 앰프를 2대를 연결하여 한 대의 메인앰프(4a)에 한 대의 예비앰프(5)를 구성한 것이다.

이는 메인앰프(4a)에서 장애가 발생될 경우 예비앰프(5)의 출력이 장애가 발생한 메인앰프(4a)와 접속된 스피커(3)에 연결되도록 하여 방송의 중단 없이 정상화할 수 있는 것이다.

도 4b는 증폭회로(17), 장애검출부(11), 이득조절회로(16), 절환회로(20)로 이루어지는 앰프를 3대를 연결하여 두 대의 메인앰프(4a)(4b)에 한 대의 예비앰프 (5)를 구성한 것으로써, 두 대의 메인앰프(4a)(4b) 중에서 어느 한 대에 이상이 발생될 경우 이상이 발생된 메인앰프에 접속된 스피커(3)와 예비앰프(5)가 연결되도록 하여 방송의 중단 없이 정상화할 수 있는 것이다.

상기의 도 4a 및 도 4b 외에도 구내 방송시스템의 설치 규모나 구획별로 나누어진 장소에 따라 1대의 메인앰프에 1대의 예비앰프를 구성할 수 있으며, 또한 2대 이상의 메인앰프에 1대의 예비앰프를 구성할 수 있어 앰프의 연결대수와 운영방법에 따라 메인앰프와 예비앰프의 대수 조절이 얼마든지 가능하게 되어 설치규모, 중요도, 경제성을 고려하여 용이하게 적용할 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안은 앰프로부터 과부하 검출시 이득을 감소시켜 항상 일정 전류 이하로 흐르도록 하며, DC 출력 전압이 항상 0V가 되게 하여 과열방지 및 증폭단의 치명적인 파손과 스피커를 보호할 뿐만 아니라 평상시 냉각팬을 저속하되, 일정온도 이상일 경우에는 고속 회전하게 하여 평상시 소음을 감소시키고 냉각팬의 수명을 연장함으로써 앰프 자체의 장애를 최소화하는 효과가 있는 것이다.

그리고 냉각팬의 고장 등으로 한계온도 이상 과열되거나, DC 전압이 출력될 경우 앰프의 출력을 차단하여 과열, 과전류에 의한 앰프 자체의 치명적 파손을 보호함과 동시에 스피커의 치명적 파손을 예방하는 한편, 예비 앰프로 신속히 자동 전환하여 구내 방송시스템 전체의 동작을 항상 정상적으로 동작하게 함으로써 비상사태 발생시 인명과 재산을 보호하고, 앰프로부터 과대한 신호가 출력될 경우 이득을 감소하여 음질을 향상시키며, 과도출력에 의한 앰프 자체의 과열 및 스피커를 보호할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 상기의 앰프를 별도의 내.외부 장치 없이 출력의 결선 방법만으로 메인앰프와 예비앰프의 연결 및 설치가 용이하며, 대출력 시스템의 경우 다수의 메인앰프와 다수의 예비앰프를 사용한 2중화 시스템 구성도 가능하여 시스템의 중단 없이 방송이 가능하여 안정적이고 경제적이며, 전체 시스템 장애를 획기적으로 줄임으로서 비상사태 발생시 인명의 안전에 획기적으로 기여할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 마이크(1)로부터 출력되는 음성신호를 증폭하여 출력하는 증폭회로(17)가 구비되는 앰프(4)와, 상기 앰프(4)로부터 출력되는 신호를 재생하는 스피커(3)가 구비되는 구내 방송시스템에 있어서,

   상기 앰프(4)는 상기 증폭회로(17)의 출력단에 연결되어 앰프(4) 내부 파워트랜지스터의 온도를 검출하여 복구불능/가능신호(BN)(EN)를 출력하는 과열검출회로(12)와, 상기 과열검출회로(12)의 복구가능신호(EN)에 의해 파워트랜지스터 방열판을 냉각시키는 냉각팬을 제어하는 냉각팬구동부(18)와, 상기 증폭회로(17)의 출력단에 연결되어 앰프(4) 내부의 이상 동작시 출력되는 DC전원을 검출하여 복구불능신호(BN)를 출력하는 직류전원 검출회로(13)와, 상기 증폭회로(17)의 출력단에 연결되어 상기 증폭회로(17)로부터 과대한 출력에 의한 신호의 왜곡 상태를 검출하여 복구가능신호(EN)를 출력하는 찌그러짐 검출회로(14)와, 상기 증폭회로(17)의 출력단에 연결되어 부하의 임피던스를 검출하여 복구가능신호(EN)를 출력하는 과부하 검출회로(15)로 구성된 장애검출부(11)와,

   상기 장애검출부(11)인 과열검출회로(12) 및 직류전원 검출회로(13)로부터 출력되는 복구불능신호(BN) 인가시 스피커(3)와 다른 앰프를 자동으로 연결시키는 절환회로(20)와,

   상기 장애검출부(11)인 찌그러짐 검출회로(14) 및 과부하 검출회로(15)로부터 출력되는 복구가능신호(EN) 인가시 상기 증폭회로(17)의 출력 이득을 조절하여 안정화시키는 이득조절회로(16)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무정지 2중화 구내방송 시스템.
2. 제 1항에 있어서 상기 증폭회로(17), 장애검출부(11), 이득조절회로(16), 절환회로(20)로 이루어지는 앰프를 사용하여 메인앰프와 예비앰프를 동일한 수로 각각 1대씩 연결하여 사용하는 것을 특징으로 하는 무정지 2중화 구내방송 시스템.
3. 제 1항에 있어서 상기 증폭회로(17), 장애검출부(11), 이득조절회로(16), 절환회로(20)로 이루어지는 앰프를 사용하고, 각각의 예비앰프 1대에 2대 이상의 메인앰프를 연결하여 예비앰프 수보다 많은 메인앰프를 사용할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 무정지 2중화 구내방송 시스템.