多路循環(huán)監(jiān)聽及停播報警裝置的設(shè)計與制1

1、 多路循環(huán)監(jiān)聽及停播報警裝置的設(shè)計與制作河南省潢川中波轉(zhuǎn)播臺 莊濤隨著廣播宣傳由單一綜合臺向著綜合臺、專業(yè)臺、系列臺等多元化方向的發(fā)展，廣播節(jié)目形成了多頻率規(guī)模性覆蓋，各類循環(huán)監(jiān)聽設(shè)備應(yīng)運而生，部分產(chǎn)品已投入使用，一部分正在研發(fā)，該產(chǎn)品正在經(jīng)歷一個由研發(fā)生產(chǎn)到日臻成熟的發(fā)展過程，作為廣播業(yè)內(nèi)的專門從業(yè)人員，工作和實踐的實際需要，迫使我們一步一步地進行這方面的探索與嘗試，本著方便實用、操作靈活的設(shè)計理念，制作了一款多路循環(huán)監(jiān)聽及停播報警裝置。本裝置具有以下特點：1、操作方便、功能齊全，設(shè)有自動循環(huán)監(jiān)聽、手動選擇監(jiān)聽、循環(huán)周期調(diào)整、報警解除等按鍵，自動與手動轉(zhuǎn)換只需單鍵操作，便于值機員操作。2、設(shè)

2、置靈活 ，三至八路循環(huán)隨意設(shè)置，單路或多路發(fā)射設(shè)備故障維修不影響循環(huán)監(jiān)聽，微控開關(guān)控制著周期性的開機與關(guān)機，便于周二或其他周期性的停播檢修需要。3、工作狀態(tài)指示是本裝置的一大特點，設(shè)有循環(huán)指示、報警指示、循環(huán)周期指示、播出狀態(tài)指示。當前工作于某個頻率，循環(huán)周期多少，那個頻率出故障，操作人員都可以一目了然。4、檢測信號采用已調(diào)波信號，與機房設(shè)備無任何連接，不僅可以放在機房值班室，還可以放在轉(zhuǎn)播臺辦公室及覆蓋區(qū)域內(nèi)的其它地方，便于臺站領(lǐng)導監(jiān)聽、監(jiān)管之用。電路組成及工作原理（如圖一）本裝置有循環(huán)、報警、監(jiān)聽機、監(jiān)聽放大和電源5部分組成，各部分的工作原理如下：一、循環(huán)部分：循環(huán)部分由循環(huán)時間選擇、自動

3、循播、手動選播、多路循環(huán)設(shè)置及維修開關(guān)幾部分組成。1、循環(huán)時間選擇 本電路由集成電路U1、U2、三極管 Q1-Q3、繼電器K1-K3及外圍元件組成，U1為八進制脈沖計數(shù)器/分配器，15腳為復(fù)位端，當U1的13腳接地時，14腳輸入正脈沖，計數(shù)器開始計數(shù)，其2、1、3、7、11腳（即Q0、Q1、Q2、Q3、Q4）依次輸出高電平，當?shù)?1腳為高電平時，15腳立即為高電平，計數(shù)器復(fù)位，計數(shù)重新從2腳開始。剛接通電源時，由C2、R6給15腳提供一個復(fù)位電壓，2腳輸出高電平，當循時選擇開關(guān)S1連續(xù)按下時，相當于給14腳輸入觸發(fā)脈沖， 1、3、7腳按順序輸出高電平，輸出分別連接到Q1、Q2、Q3的基極，繼電

4、器K1-K3依次吸合，相應(yīng)的三個觸點閉合，將電阻R9、R10、R11接到時基振蕩電路U2的振蕩頻率調(diào)整電路上，從而產(chǎn)生不同頻率的方波脈沖，U1的2腳沒有接繼電器驅(qū)動電路，當2腳為高電平是，1、3、7腳都是低電平，時基振蕩調(diào)整電路只有R8起作用，這時的振蕩周期最長，經(jīng)U4輸出單個頻率所占用的時間大約60秒左右，當1、3、7腳依次輸出高電平時，U4輸出單個頻率所占用的時間依次為30秒、15秒、和5秒左右，時間顯示由發(fā)光二極管D1-D4給出指示。通過操作S1和循時指示即可選擇循環(huán)時間調(diào)整。電路中C1、R5組成簡單的防開關(guān)S1抖動電路，S1接通時C1充電，并通過R5放電，放電時間約0.3秒，在這個時間

5、里，開關(guān)抖動不會造成U1的14腳電壓突變，輸出端不會有跳變現(xiàn)象產(chǎn)生。二極管D5-D7是為防止繼電器線圈反電動勢損壞三極管而設(shè)置的。2、自動循播自動循播由U2、U3、U4、U5、U6及外圍元件組成，在開機無操作的情況下，由C4充電，R13放電完成一次對雙D觸發(fā)器CD4013的4腳（1R端）進行觸發(fā)的的過程，1腳（1Q端）置零，繼電器K4無動作，由U2的3腳送來的脈沖方波信號經(jīng)繼電器的常閉觸點到U4的14腳，在脈沖信號的作用下，U4的2、1、3、7、11、4、5、10腳依次輸出高電平，每腳輸出的電壓又分兩路，一路到發(fā)光二極管作為循環(huán)指示，一路通過維修開關(guān)SA到模擬開關(guān)集成電路U5、U6的控制端5、

6、6、12、13腳，U5、U6的2、4、9、11腳為監(jiān)聽收音機的音頻信號輸入端，1、3、8、10腳為輸出端，當控制端依次為高電平時，輸出端與輸入端依次導通，輸出端全部連接在一起，輸出的音頻信號經(jīng)藕合電容C7、音量電位器RP1送到監(jiān)聽放大器進行放大。3、手動選播在自動循播的情況下，按手動選播開關(guān)S2，雙D觸發(fā)器的6腳（1S端）高電位觸發(fā)，1腳（1Q端）翻轉(zhuǎn)為高電平，Q4導通，繼電器K4吸合，U4的14腳經(jīng)K4常開觸點（此時已接通）與U3的6腳連接，這樣當開關(guān)S2第一次按下時，U4的脈沖信號源發(fā)生改變，同時又給U4的14腳送入一個脈沖信號，通過按開關(guān)S2和循環(huán)指示的情況來確定所選播出頻率。如果要恢復(fù)

7、到自動循播狀態(tài)，直接按開關(guān)S3.，觸發(fā)起翻轉(zhuǎn)，繼電器釋放，電路恢復(fù)到自動循播狀態(tài)。電路中C5、R14也是為防止開關(guān)S2抖動而設(shè)置的。4、多路循環(huán)設(shè)置電路本電路由U4及單刀六擲開關(guān)S4組成，可完成三至八路循環(huán)設(shè)置，當S4開關(guān)觸點在位置3時，相當于U4的7腳與復(fù)位端15腳相連，即2、1、3腳循環(huán)為高電位；當S4觸點分別在位置4、5、6、7時分別完成4、5、6、7路循環(huán)；S4觸在位置8時即S4處于關(guān)閉位置時，由U4自動完成1-8路循環(huán)。5、維修開關(guān)SA在循環(huán)播出時，難免有個別發(fā)射設(shè)備出故障，在設(shè)備檢修時，循環(huán)監(jiān)聽聲音會有空白，為避免空白出現(xiàn)，特設(shè)置了維修開關(guān)SA，如圖二（SA、SB為一體開關(guān)，SB將

8、在報警電路中介紹），正常循環(huán)狀態(tài)下，開關(guān)的2、3腳相連，當某一路出故障時， 圖二（維修開關(guān)示意圖）相應(yīng)的開關(guān)1、2腳相連，有開關(guān)的1腳都相連后與F1相連，即F1代替故障頻率循環(huán)播出，（F1為所有頻率中轉(zhuǎn)播時間最長的頻率，如我臺的新聞廣播，有主備機，全天24小時播出，）電路中二極管D10、D44-D50是為了防止兩路維修開關(guān)同時置1時電流倒灌而設(shè)置的。電阻R42-R48可消除U5、U6控制輸入端的寄生電壓。二、報警電路 報警電路由電壓取樣電路、電壓比較輸出電路、報警驅(qū)動電路、報警解除電路、維修開關(guān)四部分組成。1、電壓取樣電路從監(jiān)聽收音機放大輸出的音頻功率信號經(jīng)二極管D21-D28 整流，C11-

9、C18濾波后變成直流電壓，此電壓通過維修開關(guān)后送到電壓比較電路，此電壓的高低與容量大小決定報警的靈敏度和故障后延時報警的時間，調(diào)整監(jiān)聽收音機的音量大小可改變報警器的靈敏度；調(diào)整C11-C18的大小可改變故障報警延時時間。電路中L1-L8的作用有兩個，一是為了增加電路的匹配性，二是為了提高取樣電壓的穩(wěn)定性。R21-R28是泄放電阻 無此電阻，會在此處有一定的寄生電壓產(chǎn)生，影響取樣電壓的準確性。2、電壓比較輸出電路電壓比較輸出電路由U8、U9、U10及外圍元件組成，U8、U9是高精密四電壓比較器，失調(diào)電壓最大為2mv，共模輸入電壓可降低到零電位，U10 為四二輸入或門。取樣電壓分別由U8、U9的4

10、、6、8、10腳輸入，分別與5、7、9、11腳的比較電壓進行比較，正常情況下取樣電壓高于比較電壓，輸出腳1、2、13、14腳輸出低電平，當單個或多個監(jiān)聽頻率出現(xiàn)故障時（無監(jiān)聽音量或監(jiān)聽音量在一定的時間內(nèi)持續(xù)小），取樣電壓低于比較電壓，輸出腳輸出高電平，此高電平送到U10的八個或門輸入端，輸出端1腳或13腳輸出高電平，此高電平送到報警驅(qū)動電路，二極管D42、D43組成簡單的二輸入或門電路，發(fā)光二極管D31-D38給出相應(yīng)報警指示 。電路中比較電壓由電阻R18、R19、R20及D20在3.2V電壓上分壓取得，本電路中比較電壓取值為50mv，取值大小可通過調(diào)整R20決定。3、報警驅(qū)動與解除電路自U1

11、0 來的高電位送到Q5的基極，Q5導通，繼電器K5 吸合，蜂鳴器LS3得電發(fā)出蜂鳴聲，狀態(tài)指示燈紅燈亮，即進入報警狀態(tài)。要想解除報警，按下開關(guān)S5，Q6因基極高電位導通，Q5基極變成低電位，繼電器釋放，報警解除，報警解除只是暫時的，當開關(guān)S5按下時，C19上充滿的電荷經(jīng)R31向Q6基極放電，當C19上的電荷不足于Q6導通時，Q6截止 ，如果在這個時間里故障仍然存在，Q5會繼續(xù)導通，電路繼續(xù)處于報警狀態(tài)。報警解除的時間長短由C19的大小決定，本電路解除報警的時間為5-7分鐘。電路中C10是一個延時電容，剛開機時，由于各路監(jiān)聽還沒正常工作，可能會出現(xiàn)故障報警現(xiàn)象，由于電容的存在，在剛開機得很短時間

12、內(nèi)，電容正極的電壓不會立即呈高電位，避免出現(xiàn)報警現(xiàn)象。 4、維修開關(guān)SB維修開關(guān)SA已前述，當某路監(jiān)聽出故障維修時，雖然由維修開關(guān)SA解決了循環(huán)監(jiān)聽問題，但裝置還會出現(xiàn)報警，為了解決這一問題，特設(shè)置了維修開關(guān)SB，正常狀態(tài)下，維修開關(guān)位置2與位置3接通，當需要維修某路時，相應(yīng)的維修開關(guān)打到2與1接通狀態(tài)，位置1因通過100K電阻接電源而為高電位，比較器因無低電位取樣電壓而判定無監(jiān)聽故障存在。維修開關(guān)SA、SB實際上是一個聯(lián)動的雙刀四擲開關(guān)，（如圖二） 在打開某路維修開關(guān)SA的同時也打開了開關(guān)SB，從而保證某一路維修時不影響循環(huán)監(jiān)聽，又不會引起裝置報警。三、監(jiān)聽收音機本裝置的每路監(jiān)聽均采用一個獨

13、立的監(jiān)聽信號源，即有幾路監(jiān)聽就有幾個監(jiān)聽收音機，（可根據(jù)臺站實際監(jiān)聽路數(shù)多少而定），收音機的選用尤為重要，由于監(jiān)聽路數(shù)多，收音機的選擇性一定要好，其次是收音機的音質(zhì)要好，為便于安裝，最好選微型收音機，本裝置選用的是一款微型德生 圖三（監(jiān)聽收音機接線圖）收音機，使用效果不錯。收音機由3.2V電源供電，輸出分兩路，（如圖三）一路輸出的是音頻信號，給循環(huán)監(jiān)聽電路提供循環(huán)信號，此信號取自于音量電位器的輸入端，對于直流控制音量的收音機來說，可通過相應(yīng)的信號點獲取信號；另一路為音頻放大輸出，給報警電路提供取樣電壓，取自于音量放大輸出電路，原收音機的揚聲器斷開不用。 四、監(jiān)聽放大電路監(jiān)聽放大電路比較簡單，由

14、U7及外圍元件組成，U7即LA4225為5W功率放大集成電路，5腳塑封，從模擬開關(guān)U5、U6送來的監(jiān)聽音頻信號經(jīng)耦合電容C7音量電位器RP1送到U7的第1腳，經(jīng)放大后由4腳輸出到揚聲器。五、電源電路電源部分由微控定時器、濾波器、變壓器、整流穩(wěn)壓幾部分組成，220V電壓經(jīng)時控開關(guān)到微控定時器，此電路是為了周期性的停播檢修而設(shè)置的，當時控開關(guān)在ON位置時，微定時器起作用，根據(jù)設(shè)置的開關(guān)時間而自動開關(guān)本裝置，例如：周二例行檢修，時間設(shè)置為每周二的14.00分關(guān)，18.00分開，如果檢修時需要試機監(jiān)聽，將時控開關(guān)打到OFF位置，電源直通，微控定時器不起作用。濾波器T2用于濾除電源部分感應(yīng)的雜波干擾，減

15、少監(jiān)聽的背景噪音。15V交流電經(jīng)整流濾波后為21V，此電壓分三路，一路直接供給監(jiān)聽功率放大；一路經(jīng)三端穩(wěn)壓器U11輸出12V，供各控制電路；另一路經(jīng)三端穩(wěn)壓器U12、U13合并輸出5V，再經(jīng)D40、D41、D29降壓后約3.2V電壓供給監(jiān)聽收音機。安裝與調(diào)試如圖四 本裝置采用的是4315的標準機箱，穩(wěn)壓電源部分和監(jiān)聽功放部分共用一塊線路板；循環(huán)和報警部分共用一塊線路 圖四（裝置安裝示意圖）板，均采用10X20cm萬能線路板，所有功能操作與印刷板之間均采用接插件連接，監(jiān)聽收音機到模擬開關(guān)的音頻信號線采用屏蔽線。為了增加整體美觀，操作面板根據(jù)尺寸大小采用彩色噴塑打印，如圖五，打印好后貼于機殼前面板

16、上，根據(jù)面板上顯示的位置安裝各個操作按鍵及指示，循環(huán)、報警和維修指示可用F1-F8作標志，為了便于觀察，也可直接標出頻道名稱，如F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8分別對應(yīng)于新聞、信息、經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)、交通、戲曲、備頻1、備頻2。如果需要調(diào)整循環(huán)順序，可通過調(diào)諧監(jiān)聽收音機或調(diào)整接插件順序來完成。 圖五（裝置操作面板）本裝置有以下幾個部分需要調(diào)整1、通過調(diào)整R8、R9、R10、R11的阻值來調(diào)整循環(huán)周期。2、通過調(diào)整C19的容量來調(diào)整解除報警的時間。通過調(diào)整C11-C18來調(diào)整故障時延時報警的時間，一般調(diào)整在15秒至25秒之間，時間小了，會因節(jié)目間隙引起報警；時間長了，不容易及時發(fā)現(xiàn)問題。3、報警靈敏度的調(diào)整：此項調(diào)整是制作本裝置最重要的一步，由于監(jiān)聽頻率比較多，功率又都比較大，需反復(fù)調(diào)整，原理上報警靈敏度可通過調(diào)整比較電壓的大小和監(jiān)聽音量的大小來實現(xiàn)，在比較電壓固定的情況下，可分別調(diào)整監(jiān)聽音量的大小，使每路的取樣電壓都在適當