列车广播系统音量调节装置以及列车广播系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种列车广播音量动态调节装置和列车广播系统，该列车广播音量动态调节装置包括至少一个声音传感器，其用于采集当前列车车厢内的环境声音信息；平衡转换器，其与所述声音传感器耦接，用于将所采集的环境声音信息转换为单端信号；处理器，其接收经过处理的环境声音信息以及广播音频信息，并基于所接收的信息产生控制信号；压控调节器，其基于所接收控制信号动态调节其接收的广播音频信息，使所述广播音频信息维持在与所述控制信号对应的音量水平，这种列车广播系统使得列车广播音量的调节方便快捷，可随着车厢内的环境声音信息来调节广播音量大小，在很大程度上保证了运营安全，增加了旅客的舒适感。
【专利说明】列车广播系统音量调节装置以及列车广播系统【技术领域】
[0001]本发明涉及音频广播领域，尤其涉及一种列车广播系统音量调节装置以及列车广播系统。
【背景技术】
[0002]现有的列车广播系统音量调节操作不方便，主要通过广播设备维护软件修改音量参数(如图1所示)、预置广播设备上的音量调节旋钮位置(如图2所示)或者在车厢中放置音量调节旋钮(如图3所示)等方式实现车厢广播音量的调节。
[0003]具体来说，现有列车音量调节分为以下三种方式:(I)通过专用的PC广播维护软件修改主机设备和车厢设备的软件音量设定参数；(2)通过调节广播设备上的基于硬件的音量调节旋钮、按键、电位器等改变广播音频信号增益或衰减值，达到音量调节的目的；
[3]通过调节与车厢扬声器相连接的衰减器旋钮调节本车厢的广播音量。
[0004]由于现有的列车广播音量调节需要通过操作维护软件或音量调节旋钮等方式实现，并且每个车厢的广播音量设定值是一致的，因此主要存在以下缺点:
[0005]I)需要根据运营环境的变化，人工整定和维护广播音量预置参数，增加人力成本操作难度；
[0006]2)每个车厢的音量预设值大致相同，一旦设定完成，不能根据列车运行噪音和车厢内的人声嘈杂情况动态的调节车厢广播音量，可能存在由于环境噪音较大而听不清列车广播的情况，影响到了列车运营信息的正常发布和运营安全，也存在当环境噪音较大时听不清广播或在较安静的情况下音量过大等实际问题，这在相当程度上影响到了列车运营安全或乘客的舒适感。`
[0007]3)由于需要人工参与，现有的调节方式并不便捷。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种列车广播系统音量调节装置，其可以动态调节列车广播的音量。此外，还提供了一种列车广播系统。
[0009]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种列车广播音量动态调节装置，包括:至少一个声音传感器，其用于采集当前列车车厢内的环境声音信息；平衡转换器，其与所述声音传感器耦接，用于将所采集的环境声音信息转换为单端信号；处理器，其接收经过处理的环境声音信息以及广播音频信息，并基于所接收的信息产生控制信号；压控调节器，其基于所接收控制信号动态调节其接收的广播音频信息，使所述广播音频信息维持在与所述控制信号对应的音量水平。
[0010]在一个实施例中，还包括:第一信号传输器，其连接于所述平衡转换器与所述处理器之间，用于优化所述单端信号；第二信号传输器，其与所述处理器连接，用于优化所述广播首频?目息。
[0011]在一个实施例中，所述处理器对所接收的环境声音信息取平均值，比较所述平均值与所接收的广播音频信息，若所述平均值大于所述广播音频信息，则增大声音预设值，进而增加所述声音预设值对应的所述控制信号的电压幅值，否则减小声音预设值，进而降低所述声音预设值对应的所述控制信号的电压幅值，其中，所述声音预设值设置在处理器内部，所述声音预设值为动态调节音量的参考点。
[0012]在一个实施例中，在所述处理器对所接收的环境声音信息取平均值前，所述处理器对所述环境声音信息中的广播音频信息进行滤除。
[0013]在一个实施例中，所述第一信号传输器和/或第二信号传输器包括:带通滤波电路，其用于滤除所接收的音频信息中的干扰信号；增益电路，其与所述带通滤波电路耦接，用于放大经过所述带通滤波电路处理的音频信号；负反馈电路，其与所述增益电路耦接，用于将增益电路的输出信号反馈至所述增益电路；全波整流电路，其分别与增益电路与负反馈电路耦接，用于将所述增益电路的输出信号转换为直流信号；有源滤波电路，其与全波整流电路耦接，用于消除所述直流信号中的谐波干扰，并对所述直流信号进行钳位处理。
[0014]在一个实施例中，所述压控调节器包括第一放大电路、第二放大电路、桥臂组以及负反馈电路，其中，所述第一放大电路分别与所述桥臂组和第二放大电路耦接，所述第二放大电路分别与所述第一放大电路、所述桥臂组以及所述反馈电路耦接，所述负反馈电路分别与所述桥臂组和所述第二放大电路耦接，所述第一放大电路的输入为所述广播音频信息，所述桥臂组基于所述控制信号调整所述第一放大电路与所述第二放大电路之间的增益以动态调节广播音频信息的增益与衰减。
[0015]在一个实施例中，所述桥臂组包括第一控制桥臂、第二控制桥臂、第三控制桥臂以及第四控制桥臂，其中，所述第一控制桥臂和第二控制桥臂分别与除本身外的其他控制桥臂耦接，所述第三控制桥臂和第四控制桥臂分别与所述第一控制桥臂和第二控制桥臂耦接。
[0016]根据本发明的另一方面，还提供了一种列车广播系统，包括:如上所述的列车广播音量动态调节装置；列车广播控制平台，其通过控制总线对所述列车广播音量动态调节装置进行控制；功率放大器，其与所述列车广播音量动态调节装置的输出连接，用于将经过处理的广播音频信息进行放大。
[0017]在一个实施例中，所述列车广播音量动态调节装置在接收到来自所述列车广播控制平台发出的广播开始信号时，进行列车广播音量动态调节。
[0018]在一个实施例中，所述列车广播控制平台动态调节设置在所述列车广播音量动态调节装置中的声音预设值。
[0019]在一个实施例中，还包括:车载维护装置和/或地面维护装置，其基于以太网通信对所述列车广播音量动态调节装置进行远程维护。
[0020]与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点:
[0021]本发明的列车广播系统中采用列车广播音量动态调节装置，在该调节装置中，通过比较声音传感器采集的环境声音信息与广播音频信息，处理器实时对压控调节器进行控制，从而实现了动态调节压控调节器输出的广播信号的目的，这种列车广播系统使得列车广播音量的调节方便快捷，可随着车厢内的环境声音信息来调节广播音量大小，在很大程度上保证了运营安全，增加了旅客的舒适感。
[0022]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0024]图1是现有技术中一种调节列车广播音量方法的示意图；
[0025]图2是现有技术中另一种调节列车广播音量方法的示意图；
[0026]图3是现有技术中其他调节列车广播音量方法的示意图；
[0027]图4是根据本发明一实施例的列车广播系统的示意图；
[0028]图5是根据本发明一示例的列车广播音量动态调节装置的示意图；
[0029]图6是根据本发明一实施例的压控调节器的示意图；
[0030]图7是根据本发明一实施例的远程控制列车广播音量动态调节装置的示意图。【具体实施方式】
[0031]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。
[0032]如图4所示，本实施例的列车广播系统包括列车广播音量动态调节装置10、功率放大器8以及列车广播控制平台9。
[0033]列车广播音量动态调节装置10包括声音传感器1、平衡转换器7、第一模数信号传输器2、第二模数信号传输器4、处理器5、DA转换器3以及压控调节电路6。
[0034]列车广播音量动态调节装置10包括至少一个声音传感器I，在本不例中优选声音传感器的个数为2个，采用2个声音传感器可以在成本合理的情况下保障当前列车车厢内的环境声音信息的充分采集(如图5所示)。
[0035]平衡转换器7与声音传感器I连接，其将声音传感器I采集到的音频平衡信号转换为单端信号。使用单端信号传输低频电平信号具有操作简单、方便的优点，降低了本列车广播音量动态调节装置的复杂度。
[0036]第一模数信号传输器2连接于平衡转换器7与处理器5之间，用于优化经平衡转换器7处理得到的单端信号。第二模数信号传输器4与处理器5连接，用于优化所接收的广播音频信息。
[0037]如图5所示，在本实施例中，第一模数信号传输器2与第二模数信号传输器4构造相同，因此这里只对第一模数信号传输器2进行详细描述，而不再赘述二模数信号传输器4。
[0038]第一模数信号传输器2包括带通滤波电路51，其用于滤除所接收的音频信息中的干扰信号；增益电路52，其与带通滤波电路51耦接，用于放大经带通滤波电路51处理的音频信号以便后续处理；负反馈电路53，其与增益电路52耦接，用于将增益电路52的输出信号反馈至增益电路52，以避免后级处理电路超调；精密全波整流电路54，其分别与增益电路52与负反馈电路53耦接，用于将增益电路52的输出信号转换为直流信号；有源滤波电路55，其与精密全波整流电路54耦接，用于消除直流信号中的谐波干扰，并对直流信号进行钳位处理，以保护处理器5的接口。
[0039]处理器5接收经过处理的环境声音信息和广播音频信息，并基于所接收的信息产生控制信号。
[0040]处理器5对所接收的环境声音信息取平均值，比较该平均值与所接收的广播音频信息，若该平均值大于所述广播音频信息，则增大声音预设值，进而增加声音预设值对应的控制信号的电压幅值，否则减小声音预设值，进而降低声音预设值对应的控制信号的电压幅值。优选地，声音预设值设置在处理器内部，该声音预设值为动态调节音量的参考点。此夕卜，处理器5对所接收的环境声音信息取平均值前对环境声音信息中的广播音频信息进行滤除，以避免自激现象。
[0041]在本实施例中，处理器5的输出控制信号通过DA电路3与增益电路56进行DA转换和信号放大，转换得到的模拟控制信号传输至压控调节器6。
[0042]图6是根据本发明一实施例的压控调节器的示意图。如图6所示，压控调节器6包括第一放大电路61、第二放大电路62、桥臂组60以及反馈电路67，其中，第一放大电路61分别与桥臂组60和第二放大电路62耦接，第二放大电路62分别与第一放大电路61、桥臂组60以及反馈电路67耦接。
[0043]桥臂组60进一步包括第一控制桥臂63、第二控制桥臂64、第三控制桥臂65以及第四控制桥臂66，其中，第一控制桥臂63和第二控制桥臂64分别与其他三个控制桥臂耦接，第三控制桥臂65和第四控制桥臂66分别与第一控制桥臂63和第二控制桥臂64耦接。
[0044]第一放大电路61的输入信号为原始广播音频信息，桥臂组60的各个桥臂的工作状态基于处理器5的输出控制信号的电压幅值的变化进行动态调节，从而调整了第一放大电路61与第二放大电路62之间的增益，进而实现广播音频信息的增益与衰减的动态调节。在本实施例中，控制精度可以达到3mV/dB。优选地，反馈电路67分别与桥臂组60和第二放大电路62耦接，用于提高压控调节器6的稳定性。
[0045]值得注意的是，列车广播控制平台9通过控制总线对列车广播音量动态调节装置10进行控制。优选地，列车广播音量动态调节装置10在接收到来自列车广播控制平台9发出的广播开始信号时，进行列车广播音量动态调节。
[0046]此外，列车广播控制平台9动态调节设置在列车广播音量动态调节装置10中的声音预设值。
[0047]最后，压控调节电路6输出经过调节后的广播信号至功率放大器8，功率放大器8将调节后的广播信号进行放大并驱动扬声器(未示出)将其广播出去。此时该广播信号的音量可以随着环境声音信息的变化而变化，显著提升了列车广播的效果。
[0048]如图7所示，在本实施例中，列车广播系统还包括车载维护装置(如司机操纵台71、列车级维护设备72)和/或地面维护装置(如远程维护设备73)。
[0049]通过列车控制总线车载维护装置可以对列车广播音量动态调节装置10进行列车级远程维护。为了简洁，在图7中仅示出了列车广播音量动态调节装置10中的处理器5。
[0050]此外，通过使用WLAN或CDMA等远程通信链路，地面维护装置可以在地面对列车广播音量动态调节装置10进行远程维护。该远程维护操作包括程序升级、参数设定、诊断数据读取等操作。
[0051]综上所述，在列车广播系统中使用列车广播音量动态调节装置，在该调节装置中，通过比较声音传感器采集的环境声音信息与广播音频信息，处理器实时对压控调节器进行控制，从而实现了动态调节压控调节器输出的广播信号的目的，这种列车广播系统使得列车广播音量的调节方便快捷，可随着车厢内的环境声音信息来调节广播音量大小，在很大程度上保证了运营安全，增加了旅客的舒适感。
[0052]以上所述，仅为本发明的具体实施案例，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术的技术人员在本发明所述的技术规范内，对本发明的修改或替换，都应在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种列车广播音量动态调节装置，包括: 至少一个声音传感器，其用于采集当前列车车厢内的环境声音信息； 平衡转换器，其与所述声音传感器耦接，用于将所采集的环境声音信息转换为单端信号; 处理器，其接收经过处理的环境声音信息以及广播音频信息，并基于所接收的信息产生控制信号； 压控调节器，其基于所接收控制信号动态调节其接收的广播音频信息，使所述广播音频信息维持在与所述控制信号对应的音量水平。
2.根据权利要求1所述的音量动态调节装置，其特征在于，还包括: 第一信号传输器，其连接于所述平衡转换器与所述处理器之间，用于优化所述单端信号; 第二信号传输器，其与所述处理器连接，用于优化所述广播音频信息。
3.根据权利要求1所述的音量动态调节装置，其特征在于， 所述处理器对所接收的环境声音信息取平均值，比较所述平均值与所接收的广播音频信息，若所述平均值大于所述广播音频信息，则增大声音预设值，进而增加所述声音预设值对应的所述控制信号的电压幅值，否则减小声音预设值，进而降低所述声音预设值对应的所述控制信号的电压幅值，其中，所述声音预设值设置在处理器内部，所述声音预设值为动态调节音量的参考点。
4.根据权利要求3所述的音量动态调节装置，其特征在于， 在所述处理器对所接收的环境声音信息取平均值前，所述处理器对所述环境声音信息中的广播音频信息进行滤除。
5.根据权利要求2所述的音量动态调节装置，其特征在于，所述第一信号传输器和/或第二信号传输器包括: 带通滤波电路，其用于滤除所接收的音频信息中的干扰信号； 增益电路，其与所述带通滤波电路耦接，用于放大经过所述带通滤波电路处理的音频信号; 负反馈电路，其与所述增益电路耦接，用于将增益电路的输出信号反馈至所述增益电路； 全波整流电路，其分别与增益电路与负反馈电路耦接，用于将所述增益电路的输出信号转换为直流信号； 有源滤波电路，其与全波整流电路耦接，用于消除所述直流信号中的谐波干扰，并对所述直流信号进行钳位处理。
6.根据权利要求1所述的音量动态调节装置， 其特征在于， 所述压控调节器包括第一放大电路、第二放大电路、桥臂组以及反馈电路，其中，所述第一放大电路分别与所述桥臂组和第二放大电路耦接，所述第二放大电路分别与所述第一放大电路、所述桥臂组以及所述反馈电路耦接，所述反馈电路分别与所述桥臂组和所述第二放大电路耦接， 所述第一放大电路的输入为所述广播音频信息，所述桥臂组基于所述控制信号调整所述第一放大电路与所述第二放大电路之间的增益以动态调节广播音频信息的增益与衰减。
7.根据权利要求6所述的音量动态调节装置，其特征在于， 所述桥臂组包括第一控制桥臂、第二控制桥臂、第三控制桥臂以及第四控制桥臂， 其中，所述第一控制桥臂和第二控制桥臂分别与除本身外的其他控制桥臂耦接，所述第三控制桥臂和第四控制桥臂分别与所述第一控制桥臂和第二控制桥臂耦接。
8.—种列车广播系统，包括: 如权利要求1-7中任一项所述的列车广播音量动态调节装置； 列车广播控制平台，其通过控制总线对所述列车广播音量动态调节装置进行控制；功率放大器，其与所述列车广播音量动态调节装置的输出连接，用于将经过处理的广播音频信息进行放大。
9.根据权利要求8所述的列车广播系统，其特征在于， 所述列车广播音量动态调节装置在接收到来自所述列车广播控制平台发出的广播开始信号时，进行列车广播音量动态调节。
10.根据权利要求8所述的列车广播系统，其特征在于， 所述列车广播控制平台动态调节设置在所述列车广播音量动态调节装置中的声音预设值。
11.根据权利要求8-10任一项所述的列车广播系统，其特征在于，还包括: 车载维护装置和/或地面维护装置，其基于以太网通信对所述列车广播音量动态调节装置进行远程维护。
【文档编号】H04H20/62GK103618580SQ201310595319
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】王伟, 梁彦锋, 周卫成, 代少飞, 廖资阳 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司