一种双模式可寻址背景音乐及紧急公共广播系统的制作方法

1.本发明涉及广播系统技术领域，具体为一种双模式可寻址背景音乐及紧急公共广播系统。


背景技术：

2.目前现有的公共广播系统主要有两种类型，一种为定压广播系统，另外一种则为基于tcp/ip互联网技术的ip网络广播系统。
3.定压广播系统的系统设备组成与布线结构简单，系统可靠性较高，但是要实现各广播点的单独控制以及监听和故障监控都比较困难，灵活度较低，广播音质比较普通，达不到高品质背景音乐的性能要求，也不能直接在广播点灵活地接入其它音源，系统的多重可利用率较低；
4.ip网络广播系统的控制灵活性高，音频品质相较于定压广播要高，但ip网络广播系统的设备相对较复杂，布线也复杂，系统调试操作与应用也较复杂，最关键的是
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当网络交换机供电或ip广播设备终端供电以及网络线和网络设备，任意一个环节出现异常状况时则系统的工作就会受到严重影响甚至系统瘫痪，所以ip网络广播系统作为紧急广播系统的可靠性达不到，其次所有的广播系统终端需要24小时通电待机，无端地浪费消耗能源，也有一定的安全隐患，而如果对所有的广播点以及网络交换机单独敷设电源线集中控制的话又会增加大量工程成本。
5.为此，我们提出一种双模式可寻址背景音乐及紧急公共广播系统。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种双模式可寻址背景音乐及紧急公共广播系统。
7.为了实现上述目的，本发明提供的一种双模式可寻址背景音乐及紧急公共广播系统，包括有系统主机和终端设备；所述系统主机和多个终端设备之间通过4芯两对双绞线以原始菊花链拓扑结构方式连接；所述系统主机上设置有用于接入定压广播主机的接口；所述终端设备中包含电容器、音频变压器和dc/dc模块。
8.所述系统主机可以向控制终端设备发送控制命令以单独控制每个终端设备的音频播放来源、音频通道、音量大小以及频率均衡设置等。
9.优选的，所述系统主机包括有继电器切换电路，用来在直流工作模式和交流定压模式间实现模式自动切换功能；
10.包括至少一个带中抽头的电感，用来在传送直流供电能量的同时，还可以传送aes3音频协议的bmc编码的数字音频信号；
11.所述系统主机可接入通用定压广播功放设备，但不限于传统的定压广播主机；
12.所述系统主机包含一个由电阻电容网络组成的电压上升斜率控制电路，用来消除上电瞬间设备端音频变压器感应电流对扬声器的巨大的冲击声；
13.所述系统主机中包含音频变压器，用来耦合由终端设备返回的ffsk和/或ask通讯信号和监听音频信号；
14.所述系统主机中使用高速光耦器件耦合aes3协议的bmc编码的数字音频信号；
15.所述系统主机中包含ffsk和/或ask解码电路和监听音频放大电路；
16.所述系统主机中包含aes3音频编码器和差分驱动电路。
17.优选的，所述系统主机具备直流供电模式和交流定压广播模式两种模式：当系统主机工作在直流供电模式时，可传送2个通道或更多通道的音频信号给系统里的终端设备，2个或多个通道的信号可以是一组高品质的立体声信号，也可以是两个独立的不相关的音源信号，不同的设备可在主机的命令下可播放不同的通道信号或者不同通道叠加在一起的信号或来自设备终端外部的音频信号；当系统主机关闭电源后，开启与之相连的定压广播主机时，则系统主机可无延时地直接工作于定压广播模式下。
18.优选的，所述电容器包括但不仅限于无极性电容，其还指由两个或多个极性电容及保护二极管组成的电容模组。
19.优选的，所述终端设备工作在交流定压广播模式时，所述音频变压器起负载阻抗变换与匹配的作用；当终端设备工作在直流供电模式时，音频变压器的电感分量与电容器组成lc滤波电路，可抑制来自供电线路的纹波与噪声对dc/dc模块的供电干扰，同时也能抑制dc/dc模块产生的噪声蹿入线路而干扰监听信号和ffsk和/或ask通信信号，所述系统主机到终端设备的通信控制信号是通过aes3协议里的用户比特位来传输的。
20.监听信号是终端设备功放输出的音频信号经音频变压器电流互感后叠加在直流供电线路上的模拟交流信号，由系统主机端音频变压器耦合提取并由电路放大，然后送入系统主机的监听扬声器输出监听信号，此监听信号的选择控制由终端设备的单片机在接收到来自系统主机的不同命令后，控制相应的继电器来完成，送到系统主机的监听信号主要包括由主机发出的音频信号、由终端设备本地接入的音频信号包括但不限于(比如蓝牙模块接收的音频信号)、由终端设备本地的麦克风接收到的来自终端设备现场的外界声音信号。
21.优选的，所述dc/dc模块在交流定压广播模式时不工作，在直流供电模式时，系统主机提供的电压在音频变压器初级线圈上产生的电压损耗小，大部分电压加载dc/dc模块上，以输出特定的电压供设备的其它电路工作使用。
22.优选的，所述系统主机到终端设备的广播音频信号，是以aes3协议的编码方式，通过4芯双绞线中的一对双绞线传输数字音频信号。
23.优选的，在设备端还包含一个5引线的数字变压器，即变压器初级线圈带中间抽头，本变压器在系统工作在直流模式时，初级线圈的直流电流产生的磁场基本抵消，不会使变压器磁芯发生磁饱和；直流工作模式时，此变压器对由主机端在双绞线传输过来的bmc数字信号呈现差模阻抗所以可以在次级线圈正常耦合出bmc数字音频信号，本5引线数字变压器在系统工作在交流定压广播模式时，高压的交流信号在本变压器的初级线圈的两个输入端的相位是完全相同的，故不存在感抗，也不会在次级线圈耦合出感应电流对电路造成不良影响。
24.优选的，所述终端设备到系统主机的通信控制信号，是由终端设备的单片机发出i2s信号，经cpld可编程逻辑器件通过数字功放芯片以ffsk和/或ask音频方式推动音频变
压器后，电流叠加在直流供电线路上，最终由系统主机的ffsk和/或ask解码芯片解码完成。
25.优选的，所述系统主机的输出端使用高速光耦来传送aes3协议的bmc编码信号，并达到电位隔离之目的，以抑制传输线电场对主板造成的不良影响。
26.与现有技术相比较，本发明提供的双模式可寻址背景音乐及紧急公共广播系统，具有以下有益效果：
27.本发明相比常规的定压广播系统而言，能够实现各广播点的单独控制以及监听和故障监控，灵活度高，广播音质好，能够达到高品质背景音乐的性能要求，能够直接在广播点灵活地接入其它音源，系统的多重可利用率高；
28.本发明相比常规的ip网络广播系统而言，系统设备布线、调试和应用简单易操作，具备高可靠性，可作为紧急广播系统，无需24小时通电待机，能够降低能源消耗，还能减少安全隐患的发生，无需对所有的广播点以及网络交换机单独敷设电源线集中控制，从而降低大量工程成本。
附图说明
29.图1为本发明终端设备的电路示意图；
30.图2为本发明系统主机的电路示意图。
具体实施方式
31.为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
32.请参阅图1-2，一种双模式可寻址背景音乐及紧急公共广播系统，包括有系统主机和终端设备；所述系统主机和多个终端设备之间通过4芯两对双绞线以原始菊花链拓扑结构方式连接；所述系统主机上设置有用于接入定压广播主机的接口，定压广播主机作为本方案系统主机的后备系统使用，当本方案之系统设备出现故障时，只需要关断本系统主机电源开关，并开启定压广播主机，则本广播系统即可作为紧急广播系统使用；所述终端设备中包含电容器、音频变压器和dc/dc模块。
33.所述系统主机可以向终端设备发送控制命令以单独控制每个终端设备的音频播放来源和音量大小、频率均衡设定及修改以及切换终端的工作状态(比如监听状态/播放状态/紧急级别及权限)等。
34.所述系统主机包括有继电器切换电路，用来在直流工作模式和交流定压模式间实现主机的模式自动切换功能；
35.包括一个带中抽头的电感，用来在传送直流供电能量的同时，还可以传送aes3音频协议的bmc编码的数字音频信号；
36.所述系统主机可接入通用定压广播功放设备，但不限于传统的定压广播主机；
37.所述系统主机包含一个由电阻电容网络组成的电压上升斜率控制电路，用来消除上电瞬间设备端音频变压器感应电流对扬声器的巨大的冲击声；
38.所述系统主机中包含音频变压器，用来耦合由终端设备返回的ffsk和/或ask通讯信号和监听音频信号；
39.所述系统主机中使用高速光耦器件耦合aes3协议的bmc编码的数字音频信号；
40.所述系统主机中包含ffsk和/或ask解码电路和监听音频放大电路；
41.所述系统主机中包含aes3音频编码器和差分驱动电路。
42.所述系统主机具备直流供电模式和交流定压广播模式两种模式：当系统主机工作在直流供电模式时，可传送2个通道或更多通道的音频信号给系统里的终端设备，2个或多个通道的信号可以是一组高品质的立体声信号，也可以是两个独立的不相关的音源信号，不同的设备可在主机的命令下可播放不同的通道信号或者不同通道叠加在一起的信号或来自设备终端外部的音频信号；当系统主机关闭电源后，开启与之相连的定压广播主机时，则系统主机可无延时地直接工作于定压广播模式下。
43.所述电容器包括但不仅限于无极性电容，其还指由两个或多个极性电容及保护二极管组成的电容模组，当设备工作在定压广播模式时，还起到交流信号耦合的作用，根据电容的电抗计算公式zc＝1/2πfc，音频通频带以100hz为下限计算，那么当电容的等效容量为100uf时，其插入电抗约为16欧姆，根据变压器阻抗变换计算公式z＝k
×k×
r,则当选用8ω扬声器时，折算到变压器初级高压端的阻抗为：10
×
10
×
8＝800ω，k为音频变压器初级线圈与次级线圈的匝数比，一般为10左右，由此计算可见，此电容插入的电抗为负载阻抗的1/50左右，相对于传统的定压广播系统不使用此电容而产生的低频相移失真几乎可以忽略不计，高频相移则更小完全可以忽略。
44.所述终端设备工作在交流定压广播模式时，所述音频变压器起负载阻抗变换与匹配的作用；当终端设备工作在直流供电模式时，音频变压器的电感分量与电容器组成lc滤波电路，可抑制来自供电线路的纹波与噪声对dc/dc模块的供电干扰，同时也能抑制dc/dc模块产生的噪声蹿入线路而干扰监听信号和ffsk和/或ask通信信号，所述系统主机到终端设备的通信控制信号是通过aes3协议里的用户比特位来传输的。
45.所述dc/dc模块在交流定压广播模式时，由于以上电容器上电压很低，使得加在dc/dc模块输入端的电压也很低，以至于达不到dc/dc模块的启动阈值电压，从而不工作，在直流供电模式时，系统主机提供的电压在音频变压器初级线圈上产生的电压损耗小，大部分电压加载dc/dc模块上，以输出特定的电压供设备的其它电路工作使用。
46.所述系统主机到终端设备的广播音频信号，是以aes3协议的编码方式，通过4芯双绞线中的一对双绞线传输数字音频信号。
47.在设备端还包含一个5引线的数字变压器，即变压器初级线圈带中间抽头，本变压器在系统工作在直流模式时，初级线圈的直流电流产生的磁场基本抵消，不会使变压器磁芯发生磁饱和；直流工作模式时，此变压器对由主机端在双绞线传输过来的bmc数字信号呈现差模阻抗所以可以在次级线圈正常耦合出bmc数字音频信号，本5引线数字变压器在系统工作在交流定压广播模式时，高压的交流信号在本变压器的初级线圈的两个输入端的相位是完全相同的，故不存在感抗，也不会在次级线圈耦合出感应电流对电路造成不良影响。
48.所述终端设备到系统主机的通信控制信号，是由终端设备的单片机发出i2s信号，经cpld可编程逻辑器件通过数字功放芯片以ffsk和/或ask音频方式推动音频变压器后，电流叠加在直流供电线路上，最终由系统主机的ffsk和/或ask解码芯片解码完成。
49.所述系统主机的输出端使用高速光耦来传送aes3协议的bmc编码信号，并达到电位隔离之目的，以抑制传输线电场对主板造成的不良影响。
50.本发明相比常规定的压广播系统而言，能够实现各广播点的单独控制以及监听和
故障监控，灵活度高，广播音质好，能够达到高品质背景音乐的性能要求，能够直接在广播点灵活地接入其它音源，系统的多重可利用率高；
51.本发明相比常规的ip网络广播系统而言，系统设备布线、调试和应用简单易操作，具备高可靠性，可作为紧急广播系统，无需24小时通电待机，能够降低能源消耗，还能减少安全隐患的发生，无需对所有的广播点以及网络交换机单独敷设电源线集中控制，从而降低大量工程成本。
52.使用带中抽头的电感线圈给系统设备供电，此带中抽头的电感线圈包括但不限于有两组线圈的共模电感。
53.以上所述仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。