[实用新型]可检测广播线路负载状态的定压式功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型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。

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

本实用新型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。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题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。

本实用新型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是本实用新型的电路原理图；

图2是本实用新型的控制步骤方框图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、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

考虑到实际变压器的损耗:η＝输出功率/输入功率。

Zo＝Zi X N² Xη

在功率放大器输出变压器的初级端加入电压检测和电流检测电路，测量输出变压器初级端的输入电压Vi和输入电流Ii，根据变压器变比，乘上变压器损耗修正系数η，即可计算出输出变压器次级声场线路负载的等效阻抗值。

一台定压式功率放大器额定输出功率是P0，对应的额定负载是Z0，最大输出功率是P_max，对应的负载是Z0_min。

Vi和Ii均等于零，功率放大器没有信号输出；

在有信号输入的状态下:

如果检测到的负载大于Z0；功率放大器即工作于正常状态；

如果检测到的负载小于Z0大于Z0_min；则功率放大器处于过载状态；

如果检测出的负载小于Z0_min；则可视为负载处于短路状态；

如果检测到有Vi没有Ii；则可判断线路处于开路状态。