时间:2024-05-04
钱秀丽 周燕
摘要 广播系统安全、稳定、可靠地运行是轨道交通列车安全运营的重中之重,扬声器正常工作是其必要条件。本文从纽约项目扬声器故障入手,通过试验、分析、验证,找到了故障原因并予以解决。
【关键词】扬声器 故障 试验 分析 解决
城市轨道交通为人们提供了安全快捷的出行方式。广播系统作为保证轨道交通列车安全运营的系统之一,由于其直接面对乘客,系统安全、稳定、可靠地运行成为重中之重。
扬声器是广播系统最终端的设备,通常能够正常工作。但在纽约项目中,扬声器发生了较大比例的故障:一列车中共32个扬声器,在两个月的时间内7个故障。
检查故障的扬声器时发现,扬声器的两个针(音频+和音频—)都是开路,这意味着因不名原因
扬声器的线圈已断开,见图1。
通过观察故障扬声器,发现电线在朝向断点处变的很细,显示其可能是由于承受了高于扬声器的最大功率而烧损。
为此工程师通过试验进行了模拟。
1 试验仪器
示波器。
2 试验条件
(1)测试者靠近广播控制盒最大音量讲话,广播控制盒记录此音频做为样本并存储在广播控制盒内存中。
(2)触发广播控制盒并播放音频样本,用示波器来监控功率放大器(以下简称AMP)的输出
(3)选取身体条件有代表性的多个不同的测试人员参加了试验。
3 测试结果
代表性的数据见表1。
4 试验结论
黄色數据表明在某些条件下,单个扬声器的瞬时值超过了16W(额定功率)。
5 扬声器损坏原因的推测
扬声器持续一段时间工作在高功率下,扬声器的纸盆过强振动最终造成了电线断裂。
6 解决方案
限制功率。
6.1 方案可行性分析
用两条途径来实现方案:限制输入频率及直接限制AMP的输出6.1.1限制频率输入200Hz~4kHz是广播系统的合理频率范围,所以工程师在广播控制盒/AMP内增加了频率滤波,将小于200Hz和大于4kHz的频率滤掉。
6.1.2 直接限制AMP的输出功率
(1)通过测量输入至AMP的1KHz正弦波,将此输出定义为AMP的最大音频Pmax。
(2)通过每32ms收集到的512个点的功率值来计算出平均值作为Pnor。
(3)比较PmaxandPnor;1. 若Pnor 2.若Pnor>Pmax,将采用算法使输出Pnor=Pmax。 6.2 方案验证 6.2.1 限制频率输入验证分别采集没有滤波和有滤波的波形,从波形图可见滤波有效。6.2.2验证限制AMP的功率输出 6.2.2.1 验证逻辑 用1kHz0db的正弦波来定义Pmax,因为用Pmax来限制AMP的功率输出,所以Pmax是峰值。考虑到人工广播时AMP的功率输出明显高于数字广播,所以工程师再次做了类似表1的试验,按有限功和无限功两种工况来试验,通过比较峰值功率来验证此限制功能。代表性数据见表2,可见有限功时功率明显下降。 6.3 结论:措施有效,方案可行 根据以上的分析及验证,工程师将相应的软件进行了更新、试验后应用于列车,问题得以圆满解决。
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