紐約項目揚聲器故障與解決

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　　 摘要    廣播系統安全、穩定、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。廣播系統作為保證軌道交通列車安全運營的系統之一，由于其直接面對乘客，系統安全、穩定、可靠地運行成為重中之重。
　　 揚聲器是廣播系統最終端的設備，通常能夠正常工作。但在紐約項目中，揚聲器發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7個故障。
　　 檢查故障的揚聲器時發現，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，發現電線在朝向斷點處變的很細，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存中。
　　 （2）觸發廣播控制盒并播放音頻樣本，用示波器來監控功率放大器（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 測試結果
　　 代表性的數據見表1。
　　 4 試驗結論
　　 黃色數據表明在某些條件下，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是廣播系統的合理頻率范圍，所以工程師在廣播控制盒/AMP內增加了頻率濾波，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<Pmax，直接輸出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?？紤]到人工廣播時AMP的功率輸出明顯高于數字廣播，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。代表性數據見表2，可見有限功時功率明顯下降。
　　 6.3 結論：措施有效，方案可行
　　 根據以上的分析及驗證，工程師將相應的軟件進行了更新、試驗后應用于列車，問題得以圓滿解決。
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