[发明专利]可检测广播线路负载状态的定压式功率放大器及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于一种轨道交通公共广播系统用功率放大器，特别是涉及一种可检测广播线路负载状态的定压式功率放大器及控制方法。

背景技术

轨道交通公共广播系统(PA)末端设备，定压式功率放大器联接的外声场线路负载由线缆和多只扬声器组成，线路如果开路则出现整条线路的扬声器无声状态。如果整条线缆中某一点或扬声器音圈出现异常，线路负载则会反映出不同程度的变化。轻则为过载，重则为短路，故障现象为声压变小，音质变坏。长时间超过功率放大器所能承受的额定输出功率，将会引起功率放大器损坏。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种不会造成轨道交通公共广播系统功率放大器损坏的可检测广播线路负载状态的定压式功率放大器及控制方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于可检测广播线路负载状态的定压式功率放大器所采取的技术方案是：它包括有定压式功率放大器的放大单元及其输出变压器，还包括有负载状态检测装置，所述的检测装置为所述的放大单元的输出端接I/V变换器及取样电阻送往输出变压器的初级端，在所述的初级端并联有输出电压衰减电路，经变换和衰减的电流、电压信号分别经第二运算放大器和第一运算放大器送往微处理器的A/D变换器输入端。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于可检测广播线路负载状态的定压式功率放大器的控制方法所采取的技术方案是：它包括有所述定压式功率放大器的控制步骤，还包括有所述负载状态检测装置的控制步骤，其控制步骤如下：

(A)先进行初始化，设定采样的频率，采样的点数，FFT变换循环的次数；

(B)清理输入/输出数据缓冲区，以保证获得正确的采样结果；

(C)对输出的电压值进行A/D采样；

(D)对输出的电流值进行A/D采样；

(E)判断是否达到采样点数，如果没有达到，继续回到(C),如果达到采样点数进行下一步；

(F)进行计算信号的模值，并将这个值累加,继续下一步；

(G)判断是否达到FFT变换循环的次数，是则进行下一步，不是则到(B),重新开始新的FFT变换；

(H)计算出循环的平均电压模值＝累加的电压模值/循环次数，

循环的平均电流模值＝累加的电流模值/循环次数，

进行下一步；

(I)求出阻抗值＝平均电压模值/平均电流模值；

(J)判断负载状态转到(L)，若出现短路状态则转到(K)；

(K)报警；

(L)显示负载状态；

(M)返回到所述定压式功率放大器控制步骤。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用了检测电路设计在输出变压器的初级端，完全隔离于次级端连接的外声场线路负载，避免了外部线路负载对于检测电路的干扰。借助于功率放大器自身输入的音频输入和输出信号，配合检测电路，可以检测线路负载状态，在液晶屏上显示出负载的开路，过载，短路，正常状态。并可以通过串行通信线路将故障上传至控制中心，及时提醒维护人员检查线路排除故障，避免了功率放大器的损坏。

附图说明

图1是本发明的电路原理图；

图2是本发明的控制步骤方框图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示：电阻R4和R5分压电路经C3电容滤波后，通过电阻R8,R11为单电源供电运算放大器IC1，IC2分别提供一个直流工作电位Vmid，使得运算放大器能够不失真的放大输入电压信号和输入的电流信号。这个工作电位Vmid就是微处理器IC2(STM32F401)A/D变换器的中点电位，以便A/D变换器能够完整的采集信号波形。

功率放大单元输出的电压信号Vout经电阻R2,R3分压衰减,这个衰减是将Vout最大幅值衰减至微处理器A/D变换器可接受的动态范围，经电容C1耦合经IC1A电压跟随器输出，送入微处理器的A/D_0端。功率放大单元输出的电流Ii经R1低阻值电流取样电阻，通过T1变压器隔离升压。经电容C2耦合通过IC1B放大后送入微处理器的AD_1输入端。对于一个变比为1：N的理想变压器模型，变压器的初级电压Vi和电流Ii和次级的电压Vo～和电流Io～有如下的关系：

Vo～＝Vi X N,即Vi＝Vo～/N，Io～＝Ii/N

初级阻抗Zi＝Vi/Ii和次级阻抗Zo＝Vo～/Io～有如下的关系：

Zo＝Zi X N²