廣播電臺音頻信號自動檢測告警電路的設計與制作

陳志新

摘 要 作為一名廣播電臺的技術人員，必須時刻監聽廣播音頻信號，保證節目的安全優質播出。而在實際工作中，技術人員不能做到時時監聽電臺音頻信號，從而給安全播出工作埋下了隱患。為此，本臺技術人員設計制作了廣播電臺音頻信號自動檢測告警器，用電子手段檢測音頻信號，在音頻信號中斷時能發出告警信號，極大地提高了安全優質播出水平。

關鍵詞 廣播電臺；音頻信號；自動檢測告警；設計與制作

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）02-0012-02

近年來，秦皇島人民廣播電臺事業蓬勃發展，各專業頻率特色明顯，技術手段逐步實現數字化、自動化。電臺技術人員不僅提供技術保障和技術支持服務，還要協助完成節目電腦錄制、導播、音頻工作站維護以及節目編排等工作。隨著工作量的增加，技術人員不可能做到時時監聽電臺音頻信號，給安全播出工作埋下了隱患。

目前，市場上尚未發現有一種針對廣播電臺的簡易便攜式音頻信號自動檢測告警系統產品面市。為此，我臺組織技術人員，針對廣播節目的特點，通過仔細調研，設計制作了一款廣播電臺音頻信號自動檢測告警器，用電子手段檢測音頻信號，在音頻信號中斷時能發出告警信號，從而極大地提高了安全優質播出水平。該電路檢測精確，設計簡潔小巧，便于技術人員隨時攜帶使用，從而有效地避免了電臺停播事故的發生。

1 基本工作原理

設計思路是利用收音機輸出所要監聽頻率的音頻信號，經放大檢波及RC積分延時，推動告警電路。音頻信號正常時，RC積分電路中電容上的取樣電壓使告警電路不告警；音頻信號中斷一定時間后，RC積分電路中電容上的取樣電壓放電到一定值的時候，告警電路動作，發出告警信號。

原理方框圖如圖1所示：由收音機耳機插孔輸出電臺音頻信號，經音頻信號線輸入到檢測告警電路的音頻放大器進行信號放大。放大后的音頻信號分為兩路，一路經檢波及RC積分延時電路推動告警電路，另一路同樣經檢波及RC積分延時電路推動音頻顯示電路。

圖1 檢測告警電路方框圖

2 檢測告警電路分析

檢測告警電路如圖2。電臺音頻信號輸入到由TDA1904為主組成的音頻放大電路進行放大。TDA1904是一種常見的音頻放大集成電路，廣泛應用于收音機、電視機等家用電器之中。之所以選擇TDA1904放大電路，是因為其具有較寬的電源電壓范圍（4 V-20 V）、較高的電流輸出，芯片過流損壞保護電路及電源過壓保護電路完善，低噪聲，低功耗，外圍元器件簡單，TDA1904各腳功能如圖3所示。

圖2 檢測告警電路

圖3 TDA1904引腳功能

參考某品牌顯像管電視機電路圖，設計由TDA1904組成的音頻放大電路如圖2，電臺音頻信號由TDA1904的⑧腳輸入，①腳輸出。⑧腳所接外圍元件中，C1濾除輸入音頻信號中的高頻干擾成分，R1，R2為音頻信號分壓電阻，用來調整合適的輸入信號幅值；①腳所接外圍元件R5為TDA1904的輸出負載電阻，由于TDA1904標稱負載為4 Ω，經放大的電臺音頻信號幅值約為4-5 V，故R5選取7w、4.7 Ω的水泥電阻。Q1-Q3為常見的三極管2SC9014。

廣播音頻信號正常時，經過放大的音頻信號由C5輸出后分成兩路，分別由D1、D2檢波，C6、C7濾波，獲得兩個幅值約4-5 V的直流脈動電壓。C7上的電壓經過R7，使三極管Q2飽和導通，三極管Q3截止，蜂鳴器不告警。C6上的電壓經R10驅動發光二極管D3（綠）發出綠光，亮度隨音頻信號的強弱而變化，顯示播出正常。R10為D3的限流電阻，保護D3不會因過流而損壞，而且綠色發光二極管的導通電壓約為3伏，R10還有限壓的作用；C6上的電壓經R6使三極管Q3飽和導通，Q1的C極電壓為零，二極管D4（紅）截止，不發光。

當某種原因使音頻信號中斷時，電容C6上的電壓經D3及R6、Q3的be結放電，當C6上的電壓小于Q3的導通電壓值（約0.6 V-0.7 V）時，Q3截止，Q3的C極為高電平，12 V電壓經R9使D4發紅光。C6、R6為RC積分延時電路，設計使C6放電時間約20秒鐘，即音頻信號中斷20秒D4告警。同時，C7上的電壓經R7、Q1的be結放電，當C6上的電壓小于Q1的導通電壓時（時間也為20秒，由C7、R7決定），Q1截止，Q3飽和導通，蜂鳴器告警（蜂鳴器選擇直流12 V供電，有源型）。

如何選取延時告警時間長度非常關鍵。由于廣播音頻信號在時間上是不連續的，延時告警時長如果選擇過短，正常的音頻信號間隔就可能引起電路告警，容易產生誤告警情況；延時告警時長選擇過長，又會產生停播時間過長的情況。經反復現場論證并征求播音員及主持人的意見，延時告警時長選擇20秒鐘比較合適。延時告警時長由C6、R6和C7、R7組成的兩組RC積分延時電路決定，C6、C7選取1000 uF，R6、R7經反復試驗，最后確定為4.7 kΩ。

3 檢測告警電路電路板設計、元器件焊接及調試

由于檢測告警電路元器件較少，故采用萬能電路板裝配焊接。選擇市場上常見的規格為6 cm*4.5 cm，25*17孔萬能電路板。

焊接示意圖如圖4所示。圖中每一個圓點表示為一個焊孔，長方形電路板的最上、最下及最左邊所有焊孔連接為接地線，+12 V供電由左邊輸入，音頻信號由右邊輸入。TDA1904安裝在線路板的右上角，9-16接地腳正好可以就近接地。注意電路板上的紅綠發光二極管引腳要留長一些，以便裝盒后能露出，指示音頻信號是否正常。

圖4 檢測告警電路電路板示意圖

檢測告警電路由+12 V供電。目前市場上+12 V直流電源種類繁多，故選擇市場上尺寸較小的開關型直流電源，最大輸出電流選擇1 A。使用時去掉直流電源的塑封外殼，將電路板取出，交流輸入線保留，去除直流輸出線。

將檢測告警電路板與+12 V直流電源板安裝在長14 cm、寬6 cm、高3 cm的小盒內，用短引線將+12 V直流電源板的+12 V和接地端直接連入檢測告警電路供電端，并在小盒上端合適位置打孔，露出檢測告警電路板上的紅綠發光二極管。在小盒左邊側面打孔，引出直流電源板交流220 V輸入線；在小盒右邊側面打孔，安裝音頻插頭。

使用時先將直流電源板220 V輸入線插入電源插座，此時檢測告警電路此時紅色發光二極管點亮，蜂鳴器告警；打開收音機，調諧到要監聽的頻率，調整合適音量（以人正常講話聲音大小為宜），然后用兩邊帶插頭的音頻線分別接入收音機耳機插孔及檢測告警電路板音頻輸入插孔，紅色發光二極管熄滅，蜂鳴器停止告警，綠色發光二極管點亮，亮度隨音頻信號的強弱而變化，顯示播出正常。略微調整收音機音量，使綠色發光二極管亮度適中即可。

4 主要成果

經過一段時間的使用，廣播電臺音頻信號自動檢測告警電路完全滿足設計要求，在音頻信號中斷20秒時能準時發出告警信號。

該廣播電臺音頻信號自動檢測告警器不僅適合電臺技術人員使用，也可以用于調頻臺及中波臺值班員使用，只需將監聽收音機調諧到相應波段及頻率，就可以監測所監聽的頻率音頻信號是否正常。

目前，市場上尚未發現有這種簡易便攜式音頻信號自動檢測告警系統產品面市。而我臺針對廣播節目的特點設計制作的廣播電臺音頻信號自動檢測告警電路單件成本僅30余元，該電路檢測及告警設計精確，電路簡潔，體積小巧，連接簡單，便于技術人員隨時攜帶及使用，提高了廣播節目的安全優質播出水平。

參考文獻

[1]康藝KTN-5154型彩色電視機圖紙，原康惠（惠州）電子實業有限公司廠家資料.

[2]史健芳，陳惠英，李鳳蓮，等編著.電路分析基礎[M].人民郵電出版社.endprint