多路声控半双工对讲机
〔摘 要〕 文中提出了一种多路声控半双工对讲机的设计原理和调试方法。半双工
对讲机是以甲方为主的有线自动对讲机。它采用声控方式切换对讲机双方的语音通道,实
现自动对讲。声控部分主要由单稳态延时及微型电磁断电器组成,具有声控灵敏度调节、
抗环境噪音干扰、防对讲失音等优点。语音通道由前置放大器和功率放大器组成,既能
满足语音放大的要求,又能实现合适的阻抗匹配,使对讲语音清晰洪亮。 为适应高等院校学生宿舍规范化管理的要
求,设计并制作了多路声控半双工对讲机。该
机工作可靠、传呼距离远、声音清晰洪亮、价
格低廉、经久耐用、深受欢迎。它不但可用于
学生宿舍的传呼管理,而且也可用于机关、企
事业单位传呼及居民小区物业管理。
1 声控半双工对讲机系统
1
11 系统构成和自动对讲原理
声控半双工对讲机系统,由声控系统和声
扩系统组成,系统框图如图1所示。声扩系统
有两个语音通道:一个是由前置1和功放1组
成的声扩通道,用于甲说乙听;另一个是由
前置2和功放2组成的声扩通道,用于乙说
甲听。在声控系统的控制下,两个语音通道交
替地工作,从而实现甲乙双方的自动对讲。声
控作用是用两个位于前置放大器和功率放大器
中间的微型电磁继电器开关实现的。在声控作
用下它们分别处于常开和常闭两种状态。在图
1中,声扩通道处于常开状态,声扩通道则
处于常闭状态。
根据设计要求,在甲方即学生宿舍传达室
(主控端)设置一个传声器和一个受话器(扬声
器)。传声器为声控系统提供语音信号,使常开
触点闭合,常闭触点断开,通过声扩通道向
学生宿舍送话。扬声器则通过声扩通道接收
学生回话。在乙方即学生宿舍,仅设置一个扬
声器,它并接在功放1和前置2之间。它既是
声扩通道的输出扬声器,又是声扩通道的
输入传声器。在常态下,常闭触点接通乙到甲
的通道,常开触点切断甲到乙的通道。因此,这
一设计方案是以甲方为主的,即利用甲方语音
信号触发声控系统。这不但有效地避免了困扰
两线线路通信中的侧音现象,而且经济实用。因
为在乙方即学生宿舍只设置一个扬声器,对整
座楼来说就可节省上百个传声器,减少了施工
走线的工作量。
1
12 声控系统的设计
声控系统使用甲方的语音信号,触发微型
电磁继电器动作,以实现甲方向乙方的连续对
话。要解决的主要技术问题,是提高继电器开
DVD
2
ROM比CD 2ROM功能强大得多。可读
可写的DVD2ROM将会取代现有的MO磁盘、
CD2R等电脑媒介,DVD的出现将使电脑信息
量大增。多媒体电脑的发展也将会展开新的一
页。
(4)其它应用
由于DVD可以容纳多种不同的数据,意
味着无穷的多媒体发展良机。有线和无线电视
可将DVD用在节目的播出和编制上。可写入
的DVD与摄象头的配合,适用于多种行业的
系统。另一领域是电影制作业,替换现今各种
系统的磁带。自从DVD数据格式标准化以来,
将会看到更多更新的创作应用。
(收稿日期 1998 04 10)
电声技术8 199841图1 声控半双工对讲机系统
关的灵敏度、抗环境噪声干扰、防止对讲失音。
声控系统的框图见图2。
图2 声控系统框图
要把传声器拾取的微弱的语音信号转换成
声音触发信号,首先要用前置放大器进行放大,
以提高继电器的动作灵敏度。前置放大器由
F 158双运放构成,用12V单电源供电。它具有
静态功耗低,失调电压和失调电流小的优点。
施密特触发器把放大后的语音信号转换成
边沿陡峭的数字信号,以触发单稳态触发器,并
提高声控系统的抗干扰能力。施密特触发器采
用CD40106,在供电电源5V的条件下,其正向
触发电压U T+为(212~316)V。前置放大器的
输出静态电压为6V,必须用分压器R 1和R 2降
压。调节R 2,降低施密特触发器的静态输入电
压,使其静态输出为高电平。它的静态输入电
压越是小于其正向触发电压,声控系统的抗干
扰能力就越强。因为只有拾取足够强的语音信
号,使前置放大器输出达到触发电压,才能使
它的状态从高电平翻转到低电平。
施密特触发器输出的负脉冲信号,触发单
稳态触发器,向继电器提供控制信号,并防止
对话失音。造成对话失音的原因是:(1)在甲
方传话时,因发音间歇,单稳态触发器反复动
作而丢失语音信号。(2)触发器一经触发,就
由稳态进入暂态,保持一段时间tw后,它又自
动翻转到稳态。在tw时间内,乙方的回话,甲
方是收不到的。解决的办法,是采用可重复触
发的74LS123单稳态触发器,其功能特性如表
1所示。输入信号从A端引入(利用施密特触
发器下降沿),输出信号从Q端引出(利用其高
电平驱动继电器),供电电压是5V。所谓可重
复触发,是指该电路在输出高电平暂态期间可
被输入脉冲重新触发,即高电平暂态随语音信
号在tw内重复出现而保持不变(参见图3),保
证甲对乙方传话连续畅通。当甲方停止讲话后,
触发器延时tw后翻转,自动接通乙对甲的通
道。适当调整外接电阻R和电容C,就能得到
合适的暂态时间tw,保证乙对甲的及时答话。
表1 74L S 123功能表
图3 可重复触发单稳态触发器的输入、输出波形
声控系统执行元件采用12V微型继电器
8921A,它是由三极管3D G12驱动的。甲方向
乙方传话时,单稳态触发器输出高电平。输出
电流IOH=014mA,它提供三极管导通电流。输
出电压UOH≥217V,这大于三极管的导通电压
U B E=0
17V,因此必须串接降压电阻R 3=2k8,
使UBE=UO-IB×R 3=017V,以保证三极管安
42电声技术8 1998全导通。三极管的输出激励继电器的线圈,使
常开触点闭合。当甲方不传送语音信号时,单
稳态触发器输出低电平。输出电压UOL≤015V,
小于三极管的导通电压017V,使三极管可靠截
止。二极管D与继电器线圈J并联,以防止瞬
态高反电动势损坏三极管。
1
13 声扩系统的设计
声扩系统由前置放大器和功率放大器组
成。对讲双方的语音信号先经前置放大器进行
电压放大,再由功率放大器进行功率放大,以
推动扬声器发声。声扩通道的框图见图4。声
扩通道的框图与图4相似,只需将传声器换
为扬声器即可。
图4 声扩通道框图
前置放大器由F158双运放构成,供电电
压12V。功率放大器采用TA 7240P双声道音
频功率放大器,供电电压12V,OTL输出,它
具有频带宽、失真小、噪音低等优点,并具有
保护电路。它的一个应用实例见图5。功放输出
功率为1W时,输出阻抗为48,能同时驱动两
个并联的88扬声器。
图5 TA 7240P双声道功放电路
2 整体电路和调试方法
上述声控半双工对讲机的整体电路如图6
所示,线路调试包括音质、抗环境噪声、防失
音调节三部分。
2
11 音质调试
声控系统的灵敏度和抗干扰能力是一对互
相矛盾的要素。灵敏度的提高,是以抗干扰能
力降低为代价的,反之也一样。为保证输出音
量可调,首先调试整体线路的音质,即从调试
灵敏度入手。
音质调试分甲方到乙方的送话通道和乙方
到甲方的受话通道两部分。线路中R甲1和R乙1
为灵敏度电位器,R甲2和R乙2为音量电位器。按
所设计线路制版焊接,不会发生自激、侧音等
异常现象。分别调节R甲1和R甲2、R乙1和R乙2,即
可改善送话通道的音质。音质调定后,使用时
一般不需要调节音量电位器。
2
12 失音调节
由引起失音的原因可知,单稳态触发器暂
态时间tw太短,易产生送话失音,而tw太长,
易产生受话失音,这又是一对矛盾。大量的试
验结果表明,tw以取500m s为宜。对74LS123
单稳态触发器,若外接电容C>100PF,则tw≈
0
145R C,其中R的单位是k8,C的单位是PF,
tw的单位是nS。取C=1∧F,R为1M 8电位器,
微调R即能满足要求。
图6 声控半双工对讲机的整体电路
2
13 抗干扰能力的调节
这需要在使用现场装机时调试微调电阻
电声技术8 199843标准化与计量 数字音频压缩(AC23)A TSC标准(八)
7
15 重新设置矩阵的过程
7
1511 概 述
在AC23中重新设置矩阵是一种声道组合
技术,是将高度相关的声道之和与差进行编码,
不是将原来的声道本身编码。即不是在两声道
编码器中将左和右编码和打包,而是建立:
left’=0
153(left+righ t)
righ t’=0
153(left-righ t)
(译注:left-左,righ t-右)
然后对left’和right’声道进行通常的量
化和数据打包操作。显然,假使在这两声道中
原始的立体声信号完全一样(即双重单声道),
这一技术将导出完全等同于原始左和右声道的
left’信号,以及恒等于零的righ t’信号。结果
是能用很少的比特对right’声道进行编码,而
增加更重要的left’声道中的精确度。
这一技术对保存Dolby环绕兼容性特别重
要,为解释这点,以上述两声道单信源的信号
为例。Dolby Pro2Logic解码器试图将所有同相
位信息引入中心声道,以及所有非同相位的信
R 2,即能达到目的。
3 对讲机的整体结构
对讲机的整体结构由声控半双工对讲系
统、学生宿舍选择与显示系统、供电系统三部
分组成。声控半双工对讲系统前面已经作了详
细介绍。根据电路的设计要求,供电系统须提
供+12V和+5V的两路直流电源。学生宿舍房
间号码由层号和房间号两部分组合而成,采用
层线和房间线共同选通。如图7所示。通常,层
4 结束语
多路声控半双工对讲机已应用于北京地区
多所高校学生宿舍楼的传呼管理。主机安装在
学生宿舍的传达室中,学生住房中仅在墙上悬
挂一个嵌入盒内的扬声器。使用时,管理员只
需按通电源,选通房间号码,就能和所找对象
通话对讲。经用户反映,该机自动对讲效果好,
声音清晰洪亮,受到住宿学生和管理人员的欢
迎。在类似的场合下,例如机关、企事业单位
办公室的传呼及居民小区的物业管理,该机也
有一定的实用价值。