專利名稱：基于降噪抑制共模干擾平衡傳輸?shù)拿旱V本安廣播系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于煤礦廣播系統(tǒng)的電路的本安設(shè)計(jì)及音頻差分信號(hào)遠(yuǎn)距離多級(jí)傳輸?shù)募夹g(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于降噪抑制共模干擾平衡傳輸?shù)拿旱V本安廣播系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
音頻差分信號(hào)傳輸是一種極為有效的降噪并抑制共模干擾的傳輸技術(shù)，該方法抗 干擾能力強(qiáng)、傳輸效果好，對(duì)信號(hào)強(qiáng)度要求不高，非常適合用于煤礦本安廣播系統(tǒng)。傳統(tǒng)的同軸電纜和光纖傳輸方式解決了近距離和遠(yuǎn)距離的音頻傳輸問(wèn)題， 300-3000米左右的音頻信號(hào)傳輸成為廣播系統(tǒng)的瓶頸。雙絞線音頻傳輸設(shè)備，使用價(jià)格便 宜、取材方便的五類或五類以上的非屏蔽雙絞線(CAT5四對(duì)線中的一對(duì)線傳輸一路高質(zhì)量 的音頻信號(hào)，其余雙絞線線對(duì)可以用來(lái)控制云臺(tái)的RS-485數(shù)據(jù)等，也可以傳輸更多的音頻 信號(hào)，而且信號(hào)之間互不干擾，傳輸距0 5000米可選。雙絞線音頻傳輸設(shè)備具有超強(qiáng)的干 擾抑制能力。使用這種傳輸方式，具有布線方便、設(shè)備安裝簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、 傳輸效果好、系統(tǒng)成本低廉等許多優(yōu)點(diǎn)。雙絞線傳輸設(shè)備的使用改變了同播系統(tǒng)、對(duì)講系統(tǒng) 以及各種監(jiān)控場(chǎng)所的傳統(tǒng)布線方式，為煤礦廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供一種高性價(jià)比的解決方案。傳統(tǒng)的煤礦廣播系統(tǒng)使用總線傳輸，擴(kuò)張靈活性性差，且不具備本安特性，工程上 也只能采用隔爆設(shè)計(jì)。而本系統(tǒng)則有效的克服了這些缺點(diǎn)，音頻的傳輸鏈路可以任意分支， 不僅傳輸遠(yuǎn)，還可以串接大量音頻分站，可以在各礦道上每隔一段距離便添加一只音箱，且 可以隨著開(kāi)采進(jìn)度而靈活添加分站，電源選擇本公司研制的KDW98礦用隔爆兼本安直流穩(wěn) 壓電源，而整個(gè)系統(tǒng)的電路也都為本安型設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)煤礦廣播系統(tǒng)相比，在安全性，靈活 性，甚至成本上，都具有優(yōu)勢(shì)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種基于降噪抑制共模干擾平 衡傳輸?shù)拿旱V本安廣播系統(tǒng)。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型基于降噪抑制共模干擾平衡傳輸?shù)拿旱V本安廣播系統(tǒng)，其特征在于該 系統(tǒng)由工控機(jī)、廣播主機(jī)、麥克風(fēng)MIC、雙絞線音頻傳輸設(shè)備、地面廣播鏈路、井上音頻光端 機(jī)、井下音頻光端機(jī)和η條井下廣播鏈路，其中地面廣播鏈路和井下廣播鏈路均由m個(gè)音箱 依次串接構(gòu)成；煤礦井下有η個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)設(shè)置一條井下廣播鏈路，麥克風(fēng)MIC和工控 機(jī)的輸出端分別接廣播主機(jī)的輸入端，廣播主機(jī)的輸出端串接雙絞線音頻傳輸設(shè)備后分別 接井上音頻光端機(jī)和地面廣播鏈路的輸入端，井上音頻光端機(jī)的輸出端通過(guò)光纖串接井下 音頻光端機(jī)后分別接η條井下廣播鏈路的輸入端，其中m、η都為大于1的自然數(shù)。本實(shí)用新型音頻由廣播主機(jī)到各個(gè)分站完全是差分信號(hào)的傳輸，所以抗干擾能力 非常強(qiáng)，布線方便、設(shè)備安裝簡(jiǎn)單、可靠性高、音質(zhì)好，工作電流小，完全符合本安要求，并且 可以實(shí)現(xiàn)多分區(qū)多分支的廣播，基站可以靈活配置，可非常方便的擴(kuò)展。
圖1為音箱內(nèi)部可以將差分信號(hào)一分二示意圖。圖2為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 圖3為差分信號(hào)接收器。圖4為差分信號(hào)發(fā)送器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如圖2所示，基于降噪抑制共模干擾平衡傳輸?shù)拿旱V本安廣播系統(tǒng)，其特征在于 該系統(tǒng)由工控機(jī)、廣播主機(jī)、麥克風(fēng)MIC、雙絞線音頻傳輸設(shè)備、地面廣播鏈路、井上音頻光 端機(jī)、井下音頻光端機(jī)和η條井下廣播鏈路，其中地面廣播鏈路和井下廣播鏈路均由m個(gè)音 箱依次串接構(gòu)成；煤礦井下有η個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)設(shè)置一條井下廣播鏈路，麥克風(fēng)MIC和工 控機(jī)的輸出端分別接廣播主機(jī)的輸入端，廣播主機(jī)的輸出端串接雙絞線音頻傳輸設(shè)備后分 別接井上音頻光端機(jī)和地面廣播鏈路的輸入端，井上音頻光端機(jī)的輸出端通過(guò)光纖串接井 下音頻光端機(jī)后分別接η條井下廣播鏈路的輸入端，其中m、η都為大于1的自然數(shù)。所述雙絞線音頻傳輸設(shè)備由音頻差分信號(hào)發(fā)送器串接音頻差分信號(hào)接收器組成。所述廣播主機(jī)上還設(shè)置監(jiān)聽(tīng)設(shè)備，所述監(jiān)聽(tīng)設(shè)備的輸入端接廣播主機(jī)的輸出端。如圖1所示，該系統(tǒng)的每只音箱不僅播放聲音，還預(yù)留有兩路的差分音頻傳輸端 子，從而非常方便的實(shí)現(xiàn)聲音的樹(shù)狀分支傳輸。優(yōu)點(diǎn)信號(hào)傳輸遠(yuǎn)，音質(zhì)好，抗干擾強(qiáng)，施工 方便，可以隨時(shí)在任意位置引出分支，滿足將來(lái)礦道拓展的需要。本實(shí)用新型利用差分信號(hào)傳輸技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)礦用井上井下音頻的遠(yuǎn)程傳輸，具有本 安特性，井下每隔一段距離就會(huì)有一個(gè)音頻分站(音箱)，廣播主機(jī)發(fā)送的信號(hào)通過(guò)差分傳 輸?shù)礁鞣终?，再次轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)并播放，同時(shí)將此差分信號(hào)繼續(xù)發(fā)送到其它音頻分站，從 而可以實(shí)現(xiàn)音頻的“樹(shù)狀”傳輸。本實(shí)用新型系統(tǒng)將廣播主機(jī)播放音頻通過(guò)雙絞線音頻傳輸設(shè)備全程轉(zhuǎn)換成差分 信號(hào)雙絞線傳輸，每個(gè)音頻分站都可以將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻播放，且繼續(xù)傳播此差分信號(hào)。 本安電源部分可以針對(duì)音頻播放特點(diǎn)進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，根據(jù)本安的要求，差分信號(hào)從井上到 井下之間的傳輸由音頻光端機(jī)完成。由于信號(hào)傳輸中不可避免的衰減和雜波信號(hào)的引入， 特別在雙絞線音頻傳輸設(shè)備中配備了相應(yīng)撥碼開(kāi)關(guān)，通過(guò)調(diào)節(jié)此開(kāi)關(guān)，即可使傳輸效果音 質(zhì)及音量達(dá)到最佳效果。所述雙絞線音頻傳輸設(shè)備是一款高保真有源BALUN (BALance-UNbalance，平 衡_非平衡)音頻發(fā)送接收設(shè)備，其電氣參數(shù)1.音頻差分信號(hào)發(fā)送器(如圖4)頻率響應(yīng)20Hzto 20kHz共模抑制比0to 20kHz,65dBilkHZ,61dBi5kHz輸入電平2 3· 1 Vp-p輸入阻抗640/10kΩ輸出平衡阻抗100 Ω[0027]平衡輸出出電平6· 3Vp-p (MAX)壓擺率800V/uSTHD :-75dBilkHz (典型值)2nd HD :-68dBi5kHz (典型值)頻率低頻20Hz IkHz 25dB 中頻 IkHz 2kHz 15 92dB 高頻 2kHz IOkHz 75dB電源DC24V2.音頻差分信號(hào)接收器(如圖3)頻率響應(yīng):20Hzto 20kHz共模抑制比20to 2OkHz, 65dB@lkHz，6ldB@5kHz (典型)輸入電平0·Γ6. 3Vp-p輸入阻抗100 Ω輸出阻抗50和640 Ω輸出電平廣2Vp_p壓擺率800V/uSTHD :-75dBilkHz (典型值)2nd HD :-68dBi5kHz (典型值)頻率補(bǔ)償30 0·3KHz 6dB 0. 3KHz 2KHz 6dB 70dB 2KHz 20KHz 70dB 電源 D24V通過(guò)芯片BL0910將音頻轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)，通過(guò)雙絞線接入下一級(jí)音箱內(nèi)，此差分 信號(hào)由芯片BL0912接收并重新?lián)Q算成4路相同的音頻信號(hào)，兩路通過(guò)功放電路從而驅(qū)動(dòng)音 箱，另外兩路則由BL0910轉(zhuǎn)換成兩路差分信號(hào)可以選擇傳輸?shù)较乱患?jí)，這樣，傳輸?shù)逆溌?就不再是單向，而是呈現(xiàn)為樹(shù)狀。所述本安電源，由于音頻信號(hào)的固有特性，音箱工作電流波動(dòng)非常大，為了滿足本 安設(shè)計(jì)的要求，電源部分使用單片機(jī)Attenyl3做了特殊的設(shè)計(jì)，對(duì)于持續(xù)時(shí)間小于1ms，強(qiáng) 度不超過(guò)700ma的脈沖電流做了屏蔽處理，這樣就大大的增強(qiáng)了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，從而 保證長(zhǎng)時(shí)間工作而不會(huì)出電源的誤保護(hù)現(xiàn)象。所述音頻光端機(jī)，音頻信號(hào)或差分信號(hào)通過(guò)放大后再轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過(guò)光纖傳 送到井下，并在此還原成完全相同的差分電信號(hào)，并往井下音頻分站傳輸。所述撥碼開(kāi)關(guān)是通過(guò)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，選擇性的將R209，R210, R211，R212，與R208并聯(lián) 來(lái)共同確定BL0910的放大倍數(shù)，選擇性的將R112，R114，R116，R118與R107并聯(lián)來(lái)確定 BL0912的放大倍數(shù)。采用上述方案，音頻由主機(jī)到各個(gè)分站完全是差分信號(hào)的傳輸，所以抗干擾能力非常強(qiáng)，布線方便、設(shè)備安裝簡(jiǎn)單、可靠性高、音質(zhì)好，工作電流小，完全符合本安要求，并且 可以實(shí)現(xiàn)多分區(qū)多分支的廣播，基站可以靈活配置，可非常方便的擴(kuò)展，從而達(dá)到了實(shí)用新 型的目的。
權(quán)利要求一種基于降噪抑制共模干擾平衡傳輸?shù)拿旱V本安廣播系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由工控機(jī)、廣播主機(jī)、麥克風(fēng)MIC、雙絞線音頻傳輸設(shè)備、地面廣播鏈路、井上音頻光端機(jī)、井下音頻光端機(jī)和n條井下廣播鏈路，其中地面廣播鏈路和井下廣播鏈路均由m個(gè)音箱依次串接構(gòu)成；煤礦井下有n個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)設(shè)置一條井下廣播鏈路，麥克風(fēng)MIC和工控機(jī)的輸出端分別接廣播主機(jī)的輸入端，廣播主機(jī)的輸出端串接雙絞線音頻傳輸設(shè)備后分別接井上音頻光端機(jī)和地面廣播鏈路的輸入端，井上音頻光端機(jī)的輸出端通過(guò)光纖串接井下音頻光端機(jī)后分別接n條井下廣播鏈路的輸入端，其中m、n都為大于1的自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于降噪抑制共模干擾平衡傳輸?shù)拿旱V本安廣播系統(tǒng)，其特 征在于所述雙絞線音頻傳輸設(shè)備由音頻差分信號(hào)發(fā)送器串接音頻差分信號(hào)接收器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于降噪抑制共模干擾平衡傳輸?shù)拿旱V本安廣播系統(tǒng)，其特 征在于所述廣播主機(jī)上還設(shè)置監(jiān)聽(tīng)設(shè)備，所述監(jiān)聽(tīng)設(shè)備的輸入端接廣播主機(jī)的輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型公布了一種基于降噪抑制共模干擾平衡傳輸?shù)拿旱V本安廣播系統(tǒng)，由工控機(jī)、廣播主機(jī)、麥克風(fēng)MIC、雙絞線音頻傳輸設(shè)備、地面廣播鏈路、井上音頻光端機(jī)、井下音頻光端機(jī)和n條井下廣播鏈路，其中地面廣播鏈路和井下廣播鏈路均由m個(gè)音箱依次串接構(gòu)成。本實(shí)用新型抗干擾能力非常強(qiáng)，布線方便、設(shè)備安裝簡(jiǎn)單、可靠性高、音質(zhì)好，工作電流小，完全符合本安要求。
文檔編號(hào)H04B15/00GK201590821SQ20102002231
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者堵會(huì)曉, 張 杰, 戚少軍, 曹留柱, 李宏偉, 田玉麗, 盛敏, 葛蕓萍, 趙永強(qiáng), 金勇 申請(qǐng)人:南京北路自動(dòng)化系統(tǒng)有限責(zé)任公司