〔摘 要〕 文中提出了壹種多路聲控半雙工對講機的設計原理和調試方法。半雙工
對講機是以甲方為主的有線自動對講機。它采用聲控方式切換對講機雙方的語音通道,實
現自動對講。聲控部分主要由單穩態延時及微型電磁斷電器組成,具有聲控靈敏度調節、
抗環境噪音幹擾、防對講失音等優點。語音通道由前置放大器和功率放大器組成,既能
滿足語音放大的要求,又能實現合適的阻抗匹配,使對講語音清晰洪亮。 為適應高等院校學生宿舍規範化管理的要
求,設計並制作了多路聲控半雙工對講機。該
機工作可靠、傳呼距離遠、聲音清晰洪亮、價
格低廉、經久耐用、深受歡迎。它不但可用於
學生宿舍的傳呼管理,而且也可用於機關、企
事業單位傳呼及居民小區物業管理。
1 聲控半雙工對講機系統
1
11 系統構成和自動對講原理
聲控半雙工對講機系統,由聲控系統和聲
擴系統組成,系統框圖如圖1所示。聲擴系統
有兩個語音通道:壹個是由前置1和功放1組
成的聲擴通道,用於甲說乙聽;另壹個是由
前置2和功放2組成的聲擴通道,用於乙說
甲聽。在聲控系統的控制下,兩個語音通道交
替地工作,從而實現甲乙雙方的自動對講。聲
控作用是用兩個位於前置放大器和功率放大器
中間的微型電磁繼電器開關實現的。在聲控作
用下它們分別處於常開和常閉兩種狀態。在圖
1中,聲擴通道處於常開狀態,聲擴通道則
處於常閉狀態。
根據設計要求,在甲方即學生宿舍傳達室
(主控端)設置壹個傳聲器和壹個受話器(揚聲
器)。傳聲器為聲控系統提供語音信號,使常開
觸點閉合,常閉觸點斷開,通過聲擴通道向
學生宿舍送話。揚聲器則通過聲擴通道接收
學生回話。在乙方即學生宿舍,僅設置壹個揚
聲器,它並接在功放1和前置2之間。它既是
聲擴通道的輸出揚聲器,又是聲擴通道的
輸入傳聲器。在常態下,常閉觸點接通乙到甲
的通道,常開觸點切斷甲到乙的通道。因此,這
壹設計方案是以甲方為主的,即利用甲方語音
信號觸發聲控系統。這不但有效地避免了困擾
兩線線路通信中的側音現象,而且經濟實用。因
為在乙方即學生宿舍只設置壹個揚聲器,對整
座樓來說就可節省上百個傳聲器,減少了施工
走線的工作量。
1
12 聲控系統的設計
聲控系統使用甲方的語音信號,觸發微型
電磁繼電器動作,以實現甲方向乙方的連續對
話。要解決的主要技術問題,是提高繼電器開
DVD
2
ROM比CD 2ROM功能強大得多。可讀
可寫的DVD2ROM將會取代現有的MO磁盤、
CD2R等電腦媒介,DVD的出現將使電腦信息
量大增。多媒體電腦的發展也將會展開新的壹
頁。
(4)其它應用
由於DVD可以容納多種不同的數據,意
味著無窮的多媒體發展良機。有線和無線電視
可將DVD用在節目的播出和編制上。可寫入
的DVD與攝象頭的配合,適用於多種行業的
系統。另壹領域是電影制作業,替換現今各種
系統的磁帶。自從DVD數據格式標準化以來,
將會看到更多更新的創作應用。
(收稿日期 1998 04 10)
電聲技術8 199841圖1 聲控半雙工對講機系統
關的靈敏度、抗環境噪聲幹擾、防止對講失音。
聲控系統的框圖見圖2。
圖2 聲控系統框圖
要把傳聲器拾取的微弱的語音信號轉換成
聲音觸發信號,首先要用前置放大器進行放大,
以提高繼電器的動作靈敏度。前置放大器由
F 158雙運放構成,用12V單電源供電。它具有
靜態功耗低,失調電壓和失調電流小的優點。
施密特觸發器把放大後的語音信號轉換成
邊沿陡峭的數字信號,以觸發單穩態觸發器,並
提高聲控系統的抗幹擾能力。施密特觸發器采
用CD40106,在供電電源5V的條件下,其正向
觸發電壓U T+為(212～316)V。前置放大器的
輸出靜態電壓為6V,必須用分壓器R 1和R 2降
壓。調節R 2,降低施密特觸發器的靜態輸入電
壓,使其靜態輸出為高電平。它的靜態輸入電
壓越是小於其正向觸發電壓,聲控系統的抗幹
擾能力就越強。因為只有拾取足夠強的語音信
號,使前置放大器輸出達到觸發電壓,才能使
它的狀態從高電平翻轉到低電平。
施密特觸發器輸出的負脈沖信號,觸發單
穩態觸發器,向繼電器提供控制信號,並防止
對話失音。造成對話失音的原因是:(1)在甲
方傳話時,因發音間歇,單穩態觸發器反復動
作而丟失語音信號。(2)觸發器壹經觸發,就
由穩態進入暫態,保持壹段時間tw後,它又自
動翻轉到穩態。在tw時間內,乙方的回話,甲
方是收不到的。解決的辦法,是采用可重復觸
發的74LS123單穩態觸發器,其功能特性如表
1所示。輸入信號從A端引入(利用施密特觸
發器下降沿),輸出信號從Q端引出(利用其高
電平驅動繼電器),供電電壓是5V。所謂可重
復觸發,是指該電路在輸出高電平暫態期間可
被輸入脈沖重新觸發,即高電平暫態隨語音信
號在tw內重復出現而保持不變(參見圖3),保
證甲對乙方傳話連續暢通。當甲方停止講話後,
觸發器延時tw後翻轉,自動接通乙對甲的通
道。適當調整外接電阻R和電容C,就能得到
合適的暫態時間tw,保證乙對甲的及時答話。
表1 74L S 123功能表
圖3 可重復觸發單穩態觸發器的輸入、輸出波形
聲控系統執行元件采用12V微型繼電器
8921A,它是由三極管3D G12驅動的。甲方向
乙方傳話時,單穩態觸發器輸出高電平。輸出
電流IOH=014mA,它提供三極管導通電流。輸
出電壓UOH≥217V,這大於三極管的導通電壓
U B E=0
17V,因此必須串接降壓電阻R 3=2k8,
使UBE=UO-IB×R 3=017V,以保證三極管安
42電聲技術8 1998全導通。三極管的輸出激勵繼電器的線圈,使
常開觸點閉合。當甲方不傳送語音信號時,單
穩態觸發器輸出低電平。輸出電壓UOL≤015V,
小於三極管的導通電壓017V,使三極管可靠截
止。二極管D與繼電器線圈J並聯,以防止瞬
態高反電動勢損壞三極管。
1
13 聲擴系統的設計
聲擴系統由前置放大器和功率放大器組
成。對講雙方的語音信號先經前置放大器進行
電壓放大,再由功率放大器進行功率放大,以
推動揚聲器發聲。聲擴通道的框圖見圖4。聲
擴通道的框圖與圖4相似,只需將傳聲器換
為揚聲器即可。
圖4 聲擴通道框圖
前置放大器由F158雙運放構成,供電電
壓12V。功率放大器采用TA 7240P雙聲道音
頻功率放大器,供電電壓12V,OTL輸出,它
具有頻帶寬、失真小、噪音低等優點,並具有
保護電路。它的壹個應用實例見圖5。功放輸出
功率為1W時,輸出阻抗為48,能同時驅動兩
個並聯的88揚聲器。
圖5 TA 7240P雙聲道功放電路
2 整體電路和調試方法
上述聲控半雙工對講機的整體電路如圖6
所示,線路調試包括音質、抗環境噪聲、防失
音調節三部分。
2
11 音質調試
聲控系統的靈敏度和抗幹擾能力是壹對互
相矛盾的要素。靈敏度的提高,是以抗幹擾能
力降低為代價的,反之也壹樣。為保證輸出音
量可調,首先調試整體線路的音質,即從調試
靈敏度入手。
音質調試分甲方到乙方的送話通道和乙方
到甲方的受話通道兩部分。線路中R甲1和R乙1
為靈敏度電位器,R甲2和R乙2為音量電位器。按
所設計線路制版焊接,不會發生自激、側音等
異常現象。分別調節R甲1和R甲2、R乙1和R乙2,即
可改善送話通道的音質。音質調定後,使用時
壹般不需要調節音量電位器。
2
12 失音調節
由引起失音的原因可知,單穩態觸發器暫
態時間tw太短,易產生送話失音,而tw太長,
易產生受話失音,這又是壹對矛盾。大量的試
驗結果表明,tw以取500m s為宜。對74LS123
單穩態觸發器,若外接電容C>100PF,則tw≈
0
145R C,其中R的單位是k8,C的單位是PF,
tw的單位是nS。取C=1∧F,R為1M 8電位器,
微調R即能滿足要求。
圖6 聲控半雙工對講機的整體電路
2
13 抗幹擾能力的調節
這需要在使用現場裝機時調試微調電阻
電聲技術8 199843標準化與計量 數字音頻壓縮(AC23)A TSC標準(八)
7
15 重新設置矩陣的過程
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1511 概 述
在AC23中重新設置矩陣是壹種聲道組合
技術,是將高度相關的聲道之和與差進行編碼,
不是將原來的聲道本身編碼。即不是在兩聲道
編碼器中將左和右編碼和打包,而是建立:
left’=0
153(left+righ t)
righ t’=0
153(left-righ t)
(譯註:left-左,righ t-右)
然後對left’和right’聲道進行通常的量
化和數據打包操作。顯然,假使在這兩聲道中
原始的立體聲信號完全壹樣(即雙重單聲道),
這壹技術將導出完全等同於原始左和右聲道的
left’信號,以及恒等於零的righ t’信號。結果
是能用很少的比特對right’聲道進行編碼,而
增加更重要的left’聲道中的精確度。
這壹技術對保存Dolby環繞兼容性特別重
要,為解釋這點,以上述兩聲道單信源的信號
為例。Dolby Pro2Logic解碼器試圖將所有同相
位信息引入中心聲道,以及所有非同相位的信
R 2,即能達到目的。
3 對講機的整體結構
對講機的整體結構由聲控半雙工對講系
統、學生宿舍選擇與顯示系統、供電系統三部
分組成。聲控半雙工對講系統前面已經作了詳
細介紹。根據電路的設計要求,供電系統須提
供+12V和+5V的兩路直流電源。學生宿舍房
間號碼由層號和房間號兩部分組合而成,采用
層線和房間線***同選通。如圖7所示。通常,層
4 結束語
多路聲控半雙工對講機已應用於北京地區
多所高校學生宿舍樓的傳呼管理。主機安裝在
學生宿舍的傳達室中,學生住房中僅在墻上懸
掛壹個嵌入盒內的揚聲器。使用時,管理員只
需按通電源,選通房間號碼,就能和所找對象
通話對講。經用戶反映,該機自動對講效果好,
聲音清晰洪亮,受到住宿學生和管理人員的歡
迎。在類似的場合下,例如機關、企事業單位
辦公室的傳呼及居民小區的物業管理,該機也
有壹定的實用價值。