中波转播台为保证节目的不问断安全播出,把要转播的每一套节目的信号源,按其可靠性及信号质量分为一个主路及具有不同权限的若干个各路来使用。这样,当任何一路或多生变化时,发光管Ll至Ll0随音频信号的幅度动态导通路信号丢失时,主路及多路备份音频信号之间按权限智能切换,从而保证节目的不间断播出。笔者研制开发的“一路主及三路备份音频信号的按权限智能切换系统”很好地解决了此问题,非常适用于有主备信号源的广播发射台信号自动切换。该系统在我台投入使用的两年多时间里,工作可靠准确,在我台的安全播出工作中发挥了不可替代的作用。
一、系统功能
1.实时监测并动态显示主备路和输出信号的幅度及状态。
2.主路音频信号正常时,无条件直通输出主路信号。
3.某一路或多路信号丢失时,按预定的权限进行智能切换并进行声音报警.提醒值班员检查原因。
4.全部输人信号或输出信号丢失时进行声光报警,及时提醒值班员采取应急措施防止发生停播事故。
5.系统断电时直通输出主路信号.有输入而无输出时声光报警,防止因系统故障停播。
6.切换电路采用继电器常开常闭端切换模式,实现信号的无损耗切换。在切换过程中信号指标保持原样。
二、系统的构成
系统硬件主要由音频信号幅度动态显示电路、音频信号状态的实时监测电路及音频信号智能切换报警电路组成。
1.音频信号幅度动态显示A音频信号状态的实时监测电路(见下图)
电路工作原理:LM3915N是专门用于监测并动态显示音频幅度的集成电路,音频信号经CI耦合Nl缓冲隔离后送人LM3915N的第(5)脚,当被监测信号幅度在-27dB至OdB之间发生变化时,发光管Ll至Ll0随音频信号的幅度动态导通发光,间隔为3dB。多选一切换开关用于音频信号最低有效门限电平选择,本系统音频信号最低有效门限电平为-I5dB。
当音频信号最高幅度连续30秒‘可调整T=R2*C2及W2实现不同的定时)之内都低于音频信号最低有效门限电平-15dB时,因CD5截止,C2上的电压不断升高,超过NZ卜)端上的参考电压时.N2输出高电平,音频状态指示灯Lll发光。.当音频信号幅度高于音频信号最低有效门限电平-15dB时,因GD5导通,C2经GD5进行放电.C2上的电压低于N2(一)端上的参考电压.N2输出低电平,音频状态指示灯Lll不发光。
2.一路主及三路备份音频信号的接权限智能切换功能的实现
我们约定主路信号的权限最高,其次是第一备路,再次是第二备路,第三备路权限最低,系统功能逻辑真值表见附表。
输入音频信号状态 | 能完成的操作 | 选中的输出信号 | |||
主路信号 | 第一各路信号 | 第二各路信号 | 第三各路信号 | ||
有 | 任意 | 任意 | 任意 | 所有的继电器释 | 其他路信号断开,主路信号经JXl_JX4的常闭端直通输出 |
无 | 有 | 任意 | 任意 | Jxl.JX2吸合 | 其他路信号断开,第一备路信号经JX2的常开端及JX3~JX4的常闭端直通输出 |
无 | 无 | 有 | 任意 | JXI、JX2、JX3吸合 | 其他路信号断开,第二备路信号经JX3的常开端及JX4的常闭端直通输出 |
无 | 无 | 无 | 有 | JX1、JX2,JX3、JX4吸台 | 其他路信号断开,第三各路信号经JX4的常开端直通输出 |
无 | 无 | 无 | 无 | T5导通,蜂鸣器发出报警声 | 无 |
一路主及三路备份音频信号的按权限智能切换电路见下图。
工作原理:当主路音频信号正常时.因主路音频信号状态的实时监测及音频幅度的动态显示电路输出低电平,与门ICI~IC3输出低电平.TI_T5截止,主路信号经JXI-KOX4-K的常闭端直通到输出端。
当主路音频信号丢失时,因主路音频信号状态的实时监测及音频强度的动态显示电路输出高电平.Tl、T2饱和导通.JXI、JX2吸合,主路信号断开,第一备路信号经JX2-K的常开端和JX3-K、JX4-K的常闭端直通到输出端。只要第一备路信号存在肘,因第一备路音频信号状态的实时监测及音频幅度的动态显示电路输出低电平。与门IC卜IC3输出低电平.13_T5保持截止状态。
当主路及第一备路音频信号都丢失时,因主路及第一备路音频信号状态的实时监测及音频强度的动态显示电路输出高电平.ICI输出高电平.T1~T3饱和导通.JXl~JX3吸合,主路信号,第一备路信号的输入断开,第二各路音频信号经JX3-K的常开端和JX3-K的常闭端直通到输出端(只要第二各路信号存在时.IC2、IC3输出低电平.T4、T5保持截止状态)。其他情况以此类推。
当第二备路切换输出时,主路信号恢复的话,因主路音频信号状态的实时监测及音频强度的动态显示电路输出低电平,与门电路ICl~IC3输出低电平.Tl—T5截止,主路信号经JXl-K—JX4-K的常闭端直通到输出端。系统及时无条件的切回到主路输出。其他情况以此类推。
系统的自我保护及可靠性:
(l)当系统电源出现故障无输出时,系统直通输出主路信号保证节目的安全播出。
(2)因为信号切换采取无源器件继电器,在切换过程中源信号不受任何损失并很好的解决了通道间的隔离问题。
(3)系统绝大多数时间工作在主路信号直通状态,很大程度上提高了系统的可靠性,降低了电路故障。
(4)信号监测和控制电路采取光电隔离,提高了系统的抗干扰能力。