紐約項目揚聲器故障與解決

錢秀麗 周燕

摘要??? 廣播系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠地運行是軌道交通列車安全運營的重中之重，揚聲器正常工作是其必要條件。本文從紐約項目揚聲器故障入手，通過試驗、分析、驗證，找到了故障原因并予以解決。

【關(guān)鍵詞】揚聲器 故障 試驗 分析 解決

城市軌道交通為人們提供了安全快捷的出行方式。廣播系統(tǒng)作為保證軌道交通列車安全運營的系統(tǒng)之一，由于其直接面對乘客，系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠地運行成為重中之重。

揚聲器是廣播系統(tǒng)最終端的設(shè)備，通常能夠正常工作。但在紐約項目中，揚聲器發(fā)生了較大比例的故障：一列車中共32個揚聲器，在兩個月的時間內(nèi)7個故障。

檢查故障的揚聲器時發(fā)現(xiàn)，揚聲器的兩個針（音頻+和音頻—）都是開路，這意味著因不名原因

揚聲器的線圈已斷開，見圖1。

通過觀察故障揚聲器，發(fā)現(xiàn)電線在朝向斷點處變的很細(xì)，顯示其可能是由于承受了高于揚聲器的最大功率而燒損。

為此工程師通過試驗進(jìn)行了模擬。

1 試驗儀器

示波器。

2 試驗條件

（1）測試者靠近廣播控制盒最大音量講話，廣播控制盒記錄此音頻做為樣本并存儲在廣播控制盒內(nèi)存中。

（2）觸發(fā)廣播控制盒并播放音頻樣本，用示波器來監(jiān)控功率放大器（以下簡稱AMP）的輸出

（3）選取身體條件有代表性的多個不同的測試人員參加了試驗。

3 測試結(jié)果

代表性的數(shù)據(jù)見表1。

4 試驗結(jié)論

黃色數(shù)據(jù)表明在某些條件下，單個揚聲器的瞬時值超過了16W（額定功率）。

5 揚聲器損壞原因的推測

揚聲器持續(xù)一段時間工作在高功率下，揚聲器的紙盆過強振動最終造成了電線斷裂。

6 解決方案

限制功率。

6.1 方案可行性分析

用兩條途徑來實現(xiàn)方案：限制輸入頻率及直接限制AMP的輸出6.1.1限制頻率輸入200Hz～4kHz是廣播系統(tǒng)的合理頻率范圍，所以工程師在廣播控制盒/AMP內(nèi)增加了頻率濾波，將小于200Hz和大于4kHz的頻率濾掉。

6.1.2 直接限制AMP的輸出功率

（1）通過測量輸入至AMP的1KHz正弦波，將此輸出定義為AMP的最大音頻Pmax。

（2）通過每32ms收集到的512個點的功率值來計算出平均值作為Pnor。

（3）比較PmaxandPnor;1. 若Pnor

2.若Pnor>Pmax，將采用算法使輸出Pnor=Pmax。

6.2 方案驗證

6.2.1 限制頻率輸入驗證分別采集沒有濾波和有濾波的波形，從波形圖可見濾波有效。6.2.2驗證限制AMP的功率輸出

6.2.2.1 驗證邏輯

用1kHz0db的正弦波來定義Pmax，因為用Pmax來限制AMP的功率輸出，所以Pmax是峰值。考慮到人工廣播時AMP的功率輸出明顯高于數(shù)字廣播，所以工程師再次做了類似表1的試驗，按有限功和無限功兩種工況來試驗，通過比較峰值功率來驗證此限制功能。代表性數(shù)據(jù)見表2，可見有限功時功率明顯下降。

6.3 結(jié)論：措施有效，方案可行

根據(jù)以上的分析及驗證，工程師將相應(yīng)的軟件進(jìn)行了更新、試驗后應(yīng)用于列車，問題得以圓滿解決。