广播电台音频信号自动检测告警电路的设计与制作

陈志新

摘 要 作为一名广播电台的技术人员，必须时刻监听广播音频信号，保证节目的安全优质播出。而在实际工作中，技术人员不能做到时时监听电台音频信号，从而给安全播出工作埋下了隐患。为此，本台技术人员设计制作了广播电台音频信号自动检测告警器，用电子手段检测音频信号，在音频信号中断时能发出告警信号，极大地提高了安全优质播出水平。

关键词 广播电台；音频信号；自动检测告警；设计与制作

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）02-0012-02

近年来，秦皇岛人民广播电台事业蓬勃发展，各专业频率特色明显，技术手段逐步实现数字化、自动化。电台技术人员不仅提供技术保障和技术支持服务，还要协助完成节目电脑录制、导播、音频工作站维护以及节目编排等工作。随着工作量的增加，技术人员不可能做到时时监听电台音频信号，给安全播出工作埋下了隐患。

目前，市场上尚未发现有一种针对广播电台的简易便携式音频信号自动检测告警系统产品面市。为此，我台组织技术人员，针对广播节目的特点，通过仔细调研，设计制作了一款广播电台音频信号自动检测告警器，用电子手段检测音频信号，在音频信号中断时能发出告警信号，从而极大地提高了安全优质播出水平。该电路检测精确，设计简洁小巧，便于技术人员随时携带使用，从而有效地避免了电台停播事故的发生。

1 基本工作原理

设计思路是利用收音机输出所要监听频率的音频信号，经放大检波及RC积分延时，推动告警电路。音频信号正常时，RC积分电路中电容上的取样电压使告警电路不告警；音频信号中断一定时间后，RC积分电路中电容上的取样电压放电到一定值的时候，告警电路动作，发出告警信号。

原理方框图如图1所示：由收音机耳机插孔输出电台音频信号，经音频信号线输入到检测告警电路的音频放大器进行信号放大。放大后的音频信号分为两路，一路经检波及RC积分延时电路推动告警电路，另一路同样经检波及RC积分延时电路推动音频显示电路。

图1 检测告警电路方框图

2 检测告警电路分析

检测告警电路如图2。电台音频信号输入到由TDA1904为主组成的音频放大电路进行放大。TDA1904是一种常见的音频放大集成电路，广泛应用于收音机、电视机等家用电器之中。之所以选择TDA1904放大电路，是因为其具有较宽的电源电压范围（4 V-20 V）、较高的电流输出，芯片过流损坏保护电路及电源过压保护电路完善，低噪声，低功耗，外围元器件简单，TDA1904各脚功能如图3所示。

图2 检测告警电路

图3 TDA1904引脚功能

参考某品牌显像管电视机电路图，设计由TDA1904组成的音频放大电路如图2，电台音频信号由TDA1904的⑧脚输入，①脚输出。⑧脚所接外围元件中，C1滤除输入音频信号中的高频干扰成分，R1，R2为音频信号分压电阻，用来调整合适的输入信号幅值；①脚所接外围元件R5为TDA1904的输出负载电阻，由于TDA1904标称负载为4 Ω，经放大的电台音频信号幅值约为4-5 V，故R5选取7w、4.7 Ω的水泥电阻。Q1-Q3为常见的三极管2SC9014。

广播音频信号正常时，经过放大的音频信号由C5输出后分成两路，分别由D1、D2检波，C6、C7滤波，获得两个幅值约4-5 V的直流脉动电压。C7上的电压经过R7，使三极管Q2饱和导通，三极管Q3截止，蜂鸣器不告警。C6上的电压经R10驱动发光二极管D3（绿）发出绿光，亮度随音频信号的强弱而变化，显示播出正常。R10为D3的限流电阻，保护D3不会因过流而损坏，而且绿色发光二极管的导通电压约为3伏，R10还有限压的作用；C6上的电压经R6使三极管Q3饱和导通，Q1的C极电压为零，二极管D4（红）截止，不发光。

当某种原因使音频信号中断时，电容C6上的电压经D3及R6、Q3的be结放电，当C6上的电压小于Q3的导通电压值（约0.6 V-0.7 V）时，Q3截止，Q3的C极为高电平，12 V电压经R9使D4发红光。C6、R6为RC积分延时电路，设计使C6放电时间约20秒钟，即音频信号中断20秒D4告警。同时，C7上的电压经R7、Q1的be结放电，当C6上的电压小于Q1的导通电压时（时间也为20秒，由C7、R7决定），Q1截止，Q3饱和导通，蜂鸣器告警（蜂鸣器选择直流12 V供电，有源型）。

如何选取延时告警时间长度非常关键。由于广播音频信号在时间上是不连续的，延时告警时长如果选择过短，正常的音频信号间隔就可能引起电路告警，容易产生误告警情况；延时告警时长选择过长，又会产生停播时间过长的情况。经反复现场论证并征求播音员及主持人的意见，延时告警时长选择20秒钟比较合适。延时告警时长由C6、R6和C7、R7组成的两组RC积分延时电路决定，C6、C7选取1000 uF，R6、R7经反复试验，最后确定为4.7 kΩ。

3 检测告警电路电路板设计、元器件焊接及调试

由于检测告警电路元器件较少，故采用万能电路板装配焊接。选择市场上常见的规格为6 cm*4.5 cm，25*17孔万能电路板。

焊接示意图如图4所示。图中每一个圆点表示为一个焊孔，长方形电路板的最上、最下及最左边所有焊孔连接为接地线，+12 V供电由左边输入，音频信号由右边输入。TDA1904安装在线路板的右上角，9-16接地脚正好可以就近接地。注意电路板上的红绿发光二极管引脚要留长一些，以便装盒后能露出，指示音频信号是否正常。

图4 检测告警电路电路板示意图

检测告警电路由+12 V供电。目前市场上+12 V直流电源种类繁多，故选择市场上尺寸较小的开关型直流电源，最大输出电流选择1 A。使用时去掉直流电源的塑封外壳，将电路板取出，交流输入线保留，去除直流输出线。

将检测告警电路板与+12 V直流电源板安装在长14 cm、宽6 cm、高3 cm的小盒内，用短引线将+12 V直流电源板的+12 V和接地端直接连入检测告警电路供电端，并在小盒上端合适位置打孔，露出检测告警电路板上的红绿发光二极管。在小盒左边侧面打孔，引出直流电源板交流220 V输入线；在小盒右边侧面打孔，安装音频插头。

使用时先将直流电源板220 V输入线插入电源插座，此时检测告警电路此时红色发光二极管点亮，蜂鸣器告警；打开收音机，调谐到要监听的频率，调整合适音量（以人正常讲话声音大小为宜），然后用两边带插头的音频线分别接入收音机耳机插孔及检测告警电路板音频输入插孔，红色发光二极管熄灭，蜂鸣器停止告警，绿色发光二极管点亮，亮度随音频信号的强弱而变化，显示播出正常。略微调整收音机音量，使绿色发光二极管亮度适中即可。

4 主要成果

经过一段时间的使用，广播电台音频信号自动检测告警电路完全满足设计要求，在音频信号中断20秒时能准时发出告警信号。

该广播电台音频信号自动检测告警器不仅适合电台技术人员使用，也可以用于调频台及中波台值班员使用，只需将监听收音机调谐到相应波段及频率，就可以监测所监听的频率音频信号是否正常。

目前，市场上尚未发现有这种简易便携式音频信号自动检测告警系统产品面市。而我台针对广播节目的特点设计制作的广播电台音频信号自动检测告警电路单件成本仅30余元，该电路检测及告警设计精确，电路简洁，体积小巧，连接简单，便于技术人员随时携带及使用，提高了广播节目的安全优质播出水平。

参考文献

[1]康艺KTN-5154型彩色电视机图纸，原康惠（惠州）电子实业有限公司厂家资料.

[2]史健芳，陈惠英，李凤莲，等编著.电路分析基础[M].人民邮电出版社.endprint