多路循环监听及停播报警装置的设计与制1

1、 多路循环监听及停播报警装置的设计与制作河南省潢川中波转播台 庄涛随着广播宣传由单一综合台向着综合台、专业台、系列台等多元化方向的发展，广播节目形成了多频率规模性覆盖，各类循环监听设备应运而生，部分产品已投入使用，一部分正在研发，该产品正在经历一个由研发生产到日臻成熟的发展过程，作为广播业内的专门从业人员，工作和实践的实际需要，迫使我们一步一步地进行这方面的探索与尝试，本着方便实用、操作灵活的设计理念，制作了一款多路循环监听及停播报警装置。本装置具有以下特点：1、操作方便、功能齐全，设有自动循环监听、手动选择监听、循环周期调整、报警解除等按键，自动与手动转换只需单键操作，便于值机员操作。2、设

2、置灵活 ，三至八路循环随意设置，单路或多路发射设备故障维修不影响循环监听，微控开关控制着周期性的开机与关机，便于周二或其他周期性的停播检修需要。3、工作状态指示是本装置的一大特点，设有循环指示、报警指示、循环周期指示、播出状态指示。当前工作于某个频率，循环周期多少，那个频率出故障，操作人员都可以一目了然。4、检测信号采用已调波信号，与机房设备无任何连接，不仅可以放在机房值班室，还可以放在转播台办公室及覆盖区域内的其它地方，便于台站领导监听、监管之用。电路组成及工作原理（如图一）本装置有循环、报警、监听机、监听放大和电源5部分组成，各部分的工作原理如下：一、循环部分：循环部分由循环时间选择、自动

3、循播、手动选播、多路循环设置及维修开关几部分组成。1、循环时间选择 本电路由集成电路U1、U2、三极管 Q1-Q3、继电器K1-K3及外围元件组成，U1为八进制脉冲计数器/分配器，15脚为复位端，当U1的13脚接地时，14脚输入正脉冲，计数器开始计数，其2、1、3、7、11脚（即Q0、Q1、Q2、Q3、Q4）依次输出高电平，当第11脚为高电平时，15脚立即为高电平，计数器复位，计数重新从2脚开始。刚接通电源时，由C2、R6给15脚提供一个复位电压，2脚输出高电平，当循时选择开关S1连续按下时，相当于给14脚输入触发脉冲， 1、3、7脚按顺序输出高电平，输出分别连接到Q1、Q2、Q3的基极，继电

4、器K1-K3依次吸合，相应的三个触点闭合，将电阻R9、R10、R11接到时基振荡电路U2的振荡频率调整电路上，从而产生不同频率的方波脉冲，U1的2脚没有接继电器驱动电路，当2脚为高电平是，1、3、7脚都是低电平，时基振荡调整电路只有R8起作用，这时的振荡周期最长，经U4输出单个频率所占用的时间大约60秒左右，当1、3、7脚依次输出高电平时，U4输出单个频率所占用的时间依次为30秒、15秒、和5秒左右，时间显示由发光二极管D1-D4给出指示。通过操作S1和循时指示即可选择循环时间调整。电路中C1、R5组成简单的防开关S1抖动电路，S1接通时C1充电，并通过R5放电，放电时间约0.3秒，在这个时间

5、里，开关抖动不会造成U1的14脚电压突变，输出端不会有跳变现象产生。二极管D5-D7是为防止继电器线圈反电动势损坏三极管而设置的。2、自动循播自动循播由U2、U3、U4、U5、U6及外围元件组成，在开机无操作的情况下，由C4充电，R13放电完成一次对双D触发器CD4013的4脚（1R端）进行触发的的过程，1脚（1Q端）置零，继电器K4无动作，由U2的3脚送来的脉冲方波信号经继电器的常闭触点到U4的14脚，在脉冲信号的作用下，U4的2、1、3、7、11、4、5、10脚依次输出高电平，每脚输出的电压又分两路，一路到发光二极管作为循环指示，一路通过维修开关SA到模拟开关集成电路U5、U6的控制端5、

6、6、12、13脚，U5、U6的2、4、9、11脚为监听收音机的音频信号输入端，1、3、8、10脚为输出端，当控制端依次为高电平时，输出端与输入端依次导通，输出端全部连接在一起，输出的音频信号经藕合电容C7、音量电位器RP1送到监听放大器进行放大。3、手动选播在自动循播的情况下，按手动选播开关S2，双D触发器的6脚（1S端）高电位触发，1脚（1Q端）翻转为高电平，Q4导通，继电器K4吸合，U4的14脚经K4常开触点（此时已接通）与U3的6脚连接，这样当开关S2第一次按下时，U4的脉冲信号源发生改变，同时又给U4的14脚送入一个脉冲信号，通过按开关S2和循环指示的情况来确定所选播出频率。如果要恢复

7、到自动循播状态，直接按开关S3.，触发起翻转，继电器释放，电路恢复到自动循播状态。电路中C5、R14也是为防止开关S2抖动而设置的。4、多路循环设置电路本电路由U4及单刀六掷开关S4组成，可完成三至八路循环设置，当S4开关触点在位置3时，相当于U4的7脚与复位端15脚相连，即2、1、3脚循环为高电位；当S4触点分别在位置4、5、6、7时分别完成4、5、6、7路循环；S4触在位置8时即S4处于关闭位置时，由U4自动完成1-8路循环。5、维修开关SA在循环播出时，难免有个别发射设备出故障，在设备检修时，循环监听声音会有空白，为避免空白出现，特设置了维修开关SA，如图二（SA、SB为一体开关，SB将

8、在报警电路中介绍），正常循环状态下，开关的2、3脚相连，当某一路出故障时， 图二（维修开关示意图）相应的开关1、2脚相连，有开关的1脚都相连后与F1相连，即F1代替故障频率循环播出，（F1为所有频率中转播时间最长的频率，如我台的新闻广播，有主备机，全天24小时播出，）电路中二极管D10、D44-D50是为了防止两路维修开关同时置1时电流倒灌而设置的。电阻R42-R48可消除U5、U6控制输入端的寄生电压。二、报警电路 报警电路由电压取样电路、电压比较输出电路、报警驱动电路、报警解除电路、维修开关四部分组成。1、电压取样电路从监听收音机放大输出的音频功率信号经二极管D21-D28 整流，C11-

9、C18滤波后变成直流电压，此电压通过维修开关后送到电压比较电路，此电压的高低与容量大小决定报警的灵敏度和故障后延时报警的时间，调整监听收音机的音量大小可改变报警器的灵敏度；调整C11-C18的大小可改变故障报警延时时间。电路中L1-L8的作用有两个，一是为了增加电路的匹配性，二是为了提高取样电压的稳定性。R21-R28是泄放电阻 无此电阻，会在此处有一定的寄生电压产生，影响取样电压的准确性。2、电压比较输出电路电压比较输出电路由U8、U9、U10及外围元件组成，U8、U9是高精密四电压比较器，失调电压最大为2mv，共模输入电压可降低到零电位，U10 为四二输入或门。取样电压分别由U8、U9的4

10、、6、8、10脚输入，分别与5、7、9、11脚的比较电压进行比较，正常情况下取样电压高于比较电压，输出脚1、2、13、14脚输出低电平，当单个或多个监听频率出现故障时（无监听音量或监听音量在一定的时间内持续小），取样电压低于比较电压，输出脚输出高电平，此高电平送到U10的八个或门输入端，输出端1脚或13脚输出高电平，此高电平送到报警驱动电路，二极管D42、D43组成简单的二输入或门电路，发光二极管D31-D38给出相应报警指示 。电路中比较电压由电阻R18、R19、R20及D20在3.2V电压上分压取得，本电路中比较电压取值为50mv，取值大小可通过调整R20决定。3、报警驱动与解除电路自U1

11、0 来的高电位送到Q5的基极，Q5导通，继电器K5 吸合，蜂鸣器LS3得电发出蜂鸣声，状态指示灯红灯亮，即进入报警状态。要想解除报警，按下开关S5，Q6因基极高电位导通，Q5基极变成低电位，继电器释放，报警解除，报警解除只是暂时的，当开关S5按下时，C19上充满的电荷经R31向Q6基极放电，当C19上的电荷不足于Q6导通时，Q6截止 ，如果在这个时间里故障仍然存在，Q5会继续导通，电路继续处于报警状态。报警解除的时间长短由C19的大小决定，本电路解除报警的时间为5-7分钟。电路中C10是一个延时电容，刚开机时，由于各路监听还没正常工作，可能会出现故障报警现象，由于电容的存在，在刚开机得很短时间

12、内，电容正极的电压不会立即呈高电位，避免出现报警现象。 4、维修开关SB维修开关SA已前述，当某路监听出故障维修时，虽然由维修开关SA解决了循环监听问题，但装置还会出现报警，为了解决这一问题，特设置了维修开关SB，正常状态下，维修开关位置2与位置3接通，当需要维修某路时，相应的维修开关打到2与1接通状态，位置1因通过100K电阻接电源而为高电位，比较器因无低电位取样电压而判定无监听故障存在。维修开关SA、SB实际上是一个联动的双刀四掷开关，（如图二） 在打开某路维修开关SA的同时也打开了开关SB，从而保证某一路维修时不影响循环监听，又不会引起装置报警。三、监听收音机本装置的每路监听均采用一个独

13、立的监听信号源，即有几路监听就有几个监听收音机，（可根据台站实际监听路数多少而定），收音机的选用尤为重要，由于监听路数多，收音机的选择性一定要好，其次是收音机的音质要好，为便于安装，最好选微型收音机，本装置选用的是一款微型德生 图三（监听收音机接线图）收音机，使用效果不错。收音机由3.2V电源供电，输出分两路，（如图三）一路输出的是音频信号，给循环监听电路提供循环信号，此信号取自于音量电位器的输入端，对于直流控制音量的收音机来说，可通过相应的信号点获取信号；另一路为音频放大输出，给报警电路提供取样电压，取自于音量放大输出电路，原收音机的扬声器断开不用。 四、监听放大电路监听放大电路比较简单，由

14、U7及外围元件组成，U7即LA4225为5W功率放大集成电路，5脚塑封，从模拟开关U5、U6送来的监听音频信号经耦合电容C7音量电位器RP1送到U7的第1脚，经放大后由4脚输出到扬声器。五、电源电路电源部分由微控定时器、滤波器、变压器、整流稳压几部分组成，220V电压经时控开关到微控定时器，此电路是为了周期性的停播检修而设置的，当时控开关在ON位置时，微定时器起作用，根据设置的开关时间而自动开关本装置，例如：周二例行检修，时间设置为每周二的14.00分关，18.00分开，如果检修时需要试机监听，将时控开关打到OFF位置，电源直通，微控定时器不起作用。滤波器T2用于滤除电源部分感应的杂波干扰，减

15、少监听的背景噪音。15V交流电经整流滤波后为21V，此电压分三路，一路直接供给监听功率放大；一路经三端稳压器U11输出12V，供各控制电路；另一路经三端稳压器U12、U13合并输出5V，再经D40、D41、D29降压后约3.2V电压供给监听收音机。安装与调试如图四 本装置采用的是4315的标准机箱，稳压电源部分和监听功放部分共用一块线路板；循环和报警部分共用一块线路 图四（装置安装示意图）板，均采用10X20cm万能线路板，所有功能操作与印刷板之间均采用接插件连接，监听收音机到模拟开关的音频信号线采用屏蔽线。为了增加整体美观，操作面板根据尺寸大小采用彩色喷塑打印，如图五，打印好后贴于机壳前面板

16、上，根据面板上显示的位置安装各个操作按键及指示，循环、报警和维修指示可用F1-F8作标志，为了便于观察，也可直接标出频道名称，如F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8分别对应于新闻、信息、经济、农业、交通、戏曲、备频1、备频2。如果需要调整循环顺序，可通过调谐监听收音机或调整接插件顺序来完成。 图五（装置操作面板）本装置有以下几个部分需要调整1、通过调整R8、R9、R10、R11的阻值来调整循环周期。2、通过调整C19的容量来调整解除报警的时间。通过调整C11-C18来调整故障时延时报警的时间，一般调整在15秒至25秒之间，时间小了，会因节目间隙引起报警；时间长了，不容易及时发现问题。3、报警灵敏度的调整：此项调整是制作本装置最重要的一步，由于监听频率比较多，功率又都比较大，需反复调整，原理上报警灵敏度可通过调整比较电压的大小和监听音量的大小来实现，在比较电压固定的情况下，可分别调整监听音量的大小，使每路的取样电压都在适当