多路音频模式切换器的工作原理与应用.doc

"多路音频模式切换器"的工作原理与应用
作者天津市电视技术研究所刘光胜高玉龙摘要：本文介绍了多功能厅扩声系统中使用的"多路音频模式切换器"的技术要求、工作原理，并给出在实际应用场合下设备连接、操作的相应说明.
一.概述在多功能厅扩声系统中通常要兼顾会议、演出和影视播放等多种功能要求。会议扩声、文艺演出(音乐)扩声以及5.1声道影视扩声对系统通道的要求各不相同，即各种扩声模式下投入使用的声道数目不同，那么如何实现上述各种扩声模式的功能呢?通常是采用四编组调音台实现这一功能。主通道输出左、右声道；编组1输出中置声道；编组2输出超低音声道；编组3输出环绕声左声道；编组4输出环绕声右声道。这样就完成5.1声道影视模式输出。演出模式下就需要关掉编组3、4输出，只开通主通道输出左、右声道、中置声道和超低音声道，并且中置声道电平要降低6dB。而在会议模式下只开通主通道输出左、右声道和中置声道。一方面，这种工作方式需要多编组调音台，因而增加了设备造价；另一方面对操作者技术水平要求较高。因为在不同模式下，调音台各路推子的调整位置有着严格要求，以保证声像定位的准确。设备价格的高低还有解决的余地，但对于一般单位，高水平的设备操作人员就不那么容易找得到。因此简化操作，降低设备操作使用的难度就成了用户的普遍要求。为此，本所广播技术研究室根据这一市场需求开发了"多路音频模式切换器"这一产品。
二.音频模式切换器技术要求1.功能要求:多路音频模式切换器是把扩声系统调音台左、右声道输出信号和DVD播放机（电影机）输出的5.1声道信号，通过微电脑控制专用信号处理芯片等实现"会议模式"、"演出模式"以及"电影模式"的快速切换功能：□"会议模式"：DVD播放机输出信号静音；调音台左、右声道输出信号转换成5.1声道信号输出。但是，在本模式设置中只有：前左（FL）、中置（CT）、前右（FR）声道有输出。□"演出模式"：DVD播放机输出信号静音；调音台左、右声道输出信号转换成5.1声道信号输出。但是，在本模式设置中只有：前左（FL）、中置（CT）、前右（FR）和超低音（W）声道有输出。□"电影模式"：调音台输出信号静音；DVD播放机输出的5.1声道信号，前左（FL）、中置（CT）、前右（FR）、左环绕（SL）、右环绕（SR）和超低音（W）声道通过本设备将各声道信号输出。设备的音量调整采用数字电位器多声道同步进行，并有数字显示音量衰减的分贝数，与此同时还有10位LED主电平显示器进行主声道输出电平指示（取自前左，前右输出的合成信号）。六个声道输出各有一只LED象征性地表示信号输出的有、无状态（信号达到一定的幅度，指示灯点亮）。整机是由1U结构机箱构成，可安装在19英寸机架上使用。电源系采用交流220伏供电。该设备前、后外观图片如下图所示：

2.技术指标:□输入信号：调音台左右声道输出和DVD5.1声道输出。□输入电压：最大为2伏有效值。□输出信号：最多达六个声道输出。□输出电压：最大为2伏有效值。□输入阻抗：50KΩ（各通道）□输出阻抗：小于200Ω□信号失真：1KHz时<0.1%（1Vrms）□输出噪声：6μV(信源内阻=600Ω，A计权)□信噪比：100dB（1V有效值，A计权）□输入通道隔离度：81dB(不加权)□静音功能：95dB（1V有效值，A计权）□自动保存最后一次关机前的工作状态，模式及音量状态。
三.音频模式切换器的工作原理多路音频模式切换器原理框图如下图。主要由输入选择及模式转换器、多通道音量控制器、控制CPU（功能键、输出衰减分贝数显示及状态存储器）、主通道电平指示及通道状态指示这几大部分构成。
输入选择及模式转换器：此部分通过I2C总线由CPU进行对四套立体声节目信号及一路5.1声道输入信号的选择。从四套立体声节目信号中，选择一路信号(本设备只用一路)转换成5.1声道输出。一路5.1声道输入信号被选择后，信号原封不动地输出。各种工作模式的选择也在此部分完成，根据不同的模式需要来选择不同的输入信号，以及关闭或打开各相应的输出通道。（完）
多通道音量控制器：此部分通过I2C总线由CPU进行对前面送来的5.1声道输入信号进行同步的电平调整。
控制CPU：通过I2C总线，进行模式转换及输出电平的调整，并将工作状态进行保存。功能键，设有模式选择键及输出电平控制键；输出衰减分贝数显示，由两位LED数码管构成，显示的数字为0～79，其数字的含义是输出信号被衰减的分贝数；模式状态由三个LED指示灯来表示，某个模式工作时，其相应的LED指示灯点亮；状态存储器，用来保存设备最后一次关机前，本设备的工作模式及信号输出的衰减分贝数，下次开机时自动进入最后一次关机前的工作状态。主通道电平指示及通道状态指示：主通道电平指示，10位LED主电平显示器进行主声道输出电平指示（取自