一种功放阵的功放单元调配方法
【专利摘要】本发明公开了一种功放阵的功放单元调配方法，包括以下步骤：A、利用MCU控制模块对各个功放单元的工作状态参数进行监测；B、根据监测结果，MCU控制模块通过程序指令将功放输入矩阵模块的音频通道调整指向备用的功放单元、控制功放输出矩阵模块将音频信号输出至指定的通道，从而协调一致地完成功放阵的调配。本发明采用上述功放阵的功放单元调配方法，通过对功放阵各个功放单元工作状态的实时监测，提高系统故障自检测、自适应功能，当某一功放单元出现故障时，系统会自动切断该功放单元，调用空闲或用户级别较低的功放单元；提高了功放阵系统的稳定性、可靠性和可维修性。本发明作为一种功放阵的功放单元调配方法可广泛运用于功放领域。
【专利说明】—种功放阵的功放单元调配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及音频功放领域，尤其是一种功放阵的功放单元调配方法。
【背景技术】
[0002]功放在音响系统中由于承担着功率放大任务，需要高电压、高电流驱动工作，是音响系统的薄弱环节。用户的音响系统可能会同时用到多台功放，传统的情况通常采用多主一备的方式保证功放的可靠性，即主功放故障时，通过切换启用备用功放保障用户的音响系统正常工作，而且功放在更换过程中需要中断播出，唯一的备用功放启用后，若再出现其它主功放或备用功放故障故障时，则无其它功放可供替换。
[0003]在许多重要场所诸如地铁、机场、体育馆等等的扩音工程领域，均需要音响系统不间断地持续工作，对音响系统无故障率提出了更高的要求，传统的功放工作模式已经难以满足此种需求。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的目的是:提供一种能够自我诊断故障类型，并根据诊断结果自动产生相应的调配方案的一种功放阵的功放单元调配方法。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种功放阵的功放单元调配方法，包括以下步骤:
A、利用MCU控制模块对η个功放单元中的各个功放单元的工作状态参数进行监测；
B、根据上述步骤中的监测结果，MCU控制模块通过程序指令将功放输入矩阵模块的音频通道调整指向备用的功放单元;MCU控制模块通过程序指令控制功放输出矩阵模块将音频信号输出至指定的通道，从而协调一致地完成功放阵的调配。
[0006]进一步，所述步骤B包括以下子步骤:
B1、MCU控制模块自动记录每一功放单元累计使用时间，自动判断调用累计使用时间较短的功放单元，以令功放单元的寿命趋于接近，延长整个功放系统平均无故障时间；
进一步，为保证功放单元累计使用时间基本相同，同一语音分区每播放一次，则调用一次其它功放单元。
[0007]B2、MCU控制模块根据上述步骤中的结果判断η个功放单元中是否有某一功放单元出现故障；
Β3、若出现故障，则MCU控制模块根据故障类型控制功放输入矩阵模块、η个功放单元和功放输出矩阵模块，完成对空闲的或者优先级较低的功放单元与出现故障的功放单元的切换；
Β4、若出现温度超过设定的阈值，则利用节目间隙自动调用空闲或者优先级较低的功放单元与出现故障的功放单元的切换。
[0008]进一步，所述步骤B还包括以下子步骤:
B5、MCU控制模块完成对出现故障的功放单元的切换后，自动切断出现故障的功放单元的电源控制模块。[0009]进一步，所述工作状态参数包括有是否处于节目间隙状态。
[0010]进一步，所述工作状态参数包括有功放单元的累计使用时间。
[0011]进一步,所述工作状态参数包括有功放单元的实时温度。
[0012]进一步,所述工作状态参数包括有功放单元的热拔动作参数。
[0013]进一步,所述工作状态参数包括有功放单元的热插动作参数。
[0014]本发明的有益效果是:采用上述功放阵的功放调配方法，实现对功放阵内各个功放单元工作状态的实时监测，提高了对功放系统故障自检测、自适应功能，功放系统在单个或几个功放单元出现故障时，系统会自动切断该功放单元，调用空闲或用户级别较低的功放单元；提高了功放系统的稳定性和可维修性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明一种功放阵的功放单元调配方法原理图；
图2为本发明功放单元与MCU控制模块控制关系图；
图3为本发明MCU控制模块具体工作流程图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
参照图1，本发明的第一具体实施例，一种应用本发明功放阵的功放调配方法的系统，包括有功放输入矩阵模块、η个功放单元、功放输出矩阵模块、MCU控制模块和参数控制模±夹，所述MCU控制模块的第一输出端连接至功放输入矩阵模块的控制端，所述MCU控制模块的第二输出端连接至功放输出矩阵模块的控制端，所述参数控制模块通过MCU控制模块连接至η个功放单元，所述功放输入矩阵模块的输出端连接至η个功放单元的输入端，所述η个功放单元的输出端连接至功放输出矩阵模块的输入端。
[0017]功放输入矩阵模块在具体实施上由程控模拟开关矩阵电路构成，主要接受用户多源音频的输入，在MCU控制模块程序指令控制下，随时将音源输入至指定的功放单元。
[0018]η个功放单元是一种智能功放系统的重要组成部分，它由若干个功放单元构成，在MCU控制模块程序指令控制下，选择一个功放单元与MCU控制模块程序指令分配的单个输入音频源进行匹配放大，并将放大的信号输出至MCU控制模块程序指令分配的功放输出矩阵模块内指定的输出端口。
[0019]功放输出矩阵模块在具体实施上由多路程控继电器矩阵构成，在MCU控制模块程序指令控制下，将已经放大的音频信号输出至指定的输出端，供用户接入放音负载。
[0020]MCU控制模块为智能功放系统的核心组件，主要是对功放单元从属检测模块采集的功放工作状态信息进行分析判断处理，如过流、短路、直流漂移、累计使用时间、温度、热拔、热插等，并调用相应的程序产生控制指令，分别对功放输入矩阵模块、η个功放单元、功放输出矩阵模块进行控制，并将相关信息输出至参数控制模块供显示。
[0021]参数控制模块可用于支持MCU控制模块与人机显示操作对话，显示经过MCU控制模块处理的功放阵工作状态信息，为用户设定优先权等级，打开关闭用户，温度阈值设定，工作时长设定。
[0022]音频信号通道部分:功放输入矩阵模块、η个功放单元与功放输出矩阵模块依次单向连接，构成音频信号放大通道。
[0023]智能控制调配部分:功放输入矩阵模块以及功放输出矩阵模块均与MCU控制模块通过数据线单向连接，η个功放单元与MCU控制模块通过数据线双向连接；MCU控制模块与参数控制模块通过数据线双向连接。上述五部分功能模块相互连接可以实现以MCU控制模块为核心的智能功放控制调配方法。
[0024]参照图2,进一步作为优选的实施方式,所述η个功放单元内任意一个功放单元内包括有功放模块、过流检测模块、直流漂移检测模块、计时模块、温度检测模块、热拔检测模块、热插检测模块、节目间隙检测模块和电源控制模块，所述功放输入矩阵模块的输出端连接至η个功放单元的输入端，所述η个功放单元的输出端连接至功放输出矩阵模块的输入端，所述过流检测模块、直流漂移检测模块、计时模块、温度检测模块、热拔检测模块、热插检测模块、节目间隙检测模块和电源控制模块均连接至MCU控制模块。
[0025]上述η个功放单元内单个功放单元包含多个检测模块用于检测功放单元工作过程中产生的工作状态信息，并传递给MCU控制模块，由MCU控制模块进行分析判断并发出相应的程序指令，控制电源控制模块的关断或开启。
[0026]一种功放阵的功放单元调配方法，包括以下步骤:
Α、利用MCU控制模块对η个功放单元内的各个功放单元的工作状态参数进行监测；
B、根据上述步骤中的监测结果，MCU控制模块通过程序指令将功放输入矩阵模块的音频通道调整指向备用的功放单元;MCU控制模块通过程序指令控制功放输出矩阵模块将音频信号输出至指定的通道，从而协调一致地完成功放阵的调配。
[0027]用户的多路音频信号首先输入至功放输入矩阵模块，功放输入矩阵模块由程控模拟电子开关矩阵构成，在MCU控制模块的指令控制下，将输入的多路音频信号分别输出至指定的功放单元(指定功放单元由MCU控制模块指定)，每一音频信号通道的调配受MCU控制丰吴块控制。
[0028]音频信号输入至功放单元后，功放单元对音频信号进行放大，工作过程中检测诸模块，如过流检测模块、直流漂移检测模块、计时模块、温度检测模块、热拔检测模块、热插检测模块、节目间隙检测模块开始对功放单元的工作状态信息进行监测，并将信息反馈至MCU控制模块。
[0029]各功放单元将放大了的音频信号输出至功放输出矩阵模块，每一音频信号的输出通道接受MCU控制模块的指令控制。
[0030]进一步作为优选的实施方式，所述步骤B包括以下子步骤:
B1、MCU控制模块自动记录每一功放单元累计使用时间，自动判断调用累计使用时间较短的功放单元，以令功放单元的寿命趋于接近，延长整个功放系统平均无故障时间；
进一步，为保证功放单元累计使用时间基本相同，同一语音分区每播放一次，则调用一次其它功放单元；
B2、MCU控制模块根据上述步骤中的结果判断η个功放单元中是否有某一功放单元出现故障；
Β3、若出现故障，则MCU控制模块根据故障类型控制功放输入矩阵模块、η个功放单元和功放输出矩阵模块，完成对空闲的或者优先级较低的功放单元与出现故障的功放单元的切换；B4、若出现温度超过设定的阈值，则利用节目间隙自动调用空闲或者优先级较低的功放单元与出现故障的功放单元的切换。
[0031]进一步作为优选的实施方式，所述步骤B还包括以下子步骤:
B5、MCU控制模块完成对出现故障的功放单元的切换后，自动切断出现故障的功放单元的电源控制模块。
[0032]进一步作为优选的实施方式，所述工作状态参数包括有是否处于节目间隙状态。
[0033]进一步作为优选的实施方式，所述工作状态参数包括有功放单元的累计使用时间，若MCU控制模块发现某个功放单元的累计使用时间过长，则利用节目间隙切换到另一个空闲或优先级较低的功放单元，以免功放单元的使用时间过长而出现故障。
[0034]进一步作为优选的实施方式,所述工作状态参数包括有功放单元的实时温度。若MCU控制模块发现某个功放单元的温度过高，则利用节目间隙切换到另一个空闲或优先级较低的功放单元，此时可对温度过高的功放单元进行故障检查。
[0035]进一步作为优选的实施方式,所述工作状态参数包括有功放单元的热拔动作参数。
[0036]进一步作为优选的实施方式,所述工作状态参数包括有功放单元的热插动作参数。
[0037]MCU控制模块对热拔插动作进行实时监测，根据监测结果，自动启动热拔或热插程序，控制功放单元电源控制模块的判断或开启，并对功放单元的使用状态进行标记。通过热拔插程序方法的控制可以有效防止瞬间电压或电流冲击，从而实现功放系统的快速、简易维修。
[0038]参照图3，本发明方法中，具体的MCU控制模块程序处理工作流程可分为6个步骤:
步骤1:操作者通过参数设定将多用户按重要性设定优先权等级，如将重要保障用户、次重要保障用户和非重要保障用户等等用户值分别设定为1，2，3……n，依此类推。
[0039]步骤2:程序运行首先对用户数、功放单元数、功放单元工作状态等初始信息进行收集、赋值，完成初始化。
[0040]步骤3:程序将优先权为I的重要用户调整到功放单元I进行放大，依此类推，将优先权为η的最低级别用户转移调整到功放单元η进行放大。空闲的功放单元进入休眠状态，即功放单元的主音频放大电路不工作，进入节能模式，功放单元工作状态检测模块工作，收集功放单元的工作状态信息。
[0041]步骤4:程序循环监测η个功放单元内各功放单元检测模块发送的实时工作状态信息参数，当工作状态信息参数满足某一预设条件时，程序向下继续执行功放单元调配模块。预设条件包括:a功放单元开启失败，b开启用户，c音源注入，d过流，e直流漂移，f过温，g热拔，h热插，i功放单元累计使用时间等。
[0042] 步骤5:当满足上述a— c项预设条件时，程序首先寻找空闲功放单元，若有多个，则对比空闲功放单元温度，选择温度较低(在一定温度区间内)的空闲功放单元，若还有多个，则对比累计使用时间，选择累计使用时间最短的空闲功放单元，然后检测节目间隙，当节目间隙出现，控制功放输入矩阵模块将需要放大的音频信号通道调整至该空闲功放单元；若没有，则寻找用户优先权级别最低的功放单元，检测节目间隙，当节目间隙出现，控制功放输入矩阵模块将需要放大的音频信号通道调整至户优先权级别最低的功放单元。
[0043]当满足上述d— g项预设条件时，程序首先寻找空闲功放单元，若有多个，则对比空闲功放单元温度，选择温度较低(在一定温度区间内)的空闲功放单元，若还有多个，则对比累计使用时间，选择累计使用时间最短的空闲功放单元，然后检测节目间隙，当节目间隙出现，控制功放输入矩阵模块将需要放大的音频信号通道调整至该空闲功放单元，并发送指令切断故障单元电源；若没有，则寻找用户优先权级别最低的功放单元，检测节目间隙，当节目间隙出现，控制功放输入矩阵模块将需要放大的音频信号通道调整至户优先权级别最低的功放单元，并发送指令切断故障单元电源。
[0044]当满足上述h项预设条件时，执行功放单元调配模块，若没有等待的用户，则标记为空闲功放单元。
[0045]当满足上述i项预设条件时，程序对各功放单元累计使用时间对比，启用累计使用时间较短的空闲功放单元工作。
[0046]步骤6:操作者可通过参数设定，开启一个用户，或关闭等状态的用户，功放单元退出等待状态。
[0047]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种功放阵的功放单元调配方法，其特征在于:包括以下步骤: A、利用MCU控制模块对η个功放单元内的各个功放单元的工作状态参数进行监测； B、根据上述步骤中的监测结果，MCU控制模块通过程序指令将功放输入矩阵模块的音频通道调整指向备用的功放单元;MCU控制模块通过程序指令控制功放输出矩阵模块将音频信号输出至指定的通道，从而协调一致地完成功放阵的调配。
2.根据权利要求1所述的一种功放阵的功放单元调配方法，其特征在于:所述步骤B包括以下子步骤: B1、MCU控制模块自动记录每一功放单元累计使用时间，自动判断调用累计使用时间较短的功放单元，以令功放单元的寿命趋于接近，延长整个功放系统平均无故障时间； B2、MCU控制模块根据上述步骤中的结果判断η个功放单元中是否有某一功放单元出现故障； Β3、若出现故障，则MCU控制模块根据故障类型控制功放输入矩阵模块、η个功放单元和功放输出矩阵模块，完成对空闲的或者优先级较低的功放单元与出现故障的功放单元的切换； Β4、若出现温度超过设定的阈值，则利用节目间隙自动调用空闲或者优先级较低的功放单元与出现故障的功放单元的切换。
3.根据权利要求2所述的一种功放阵的功放单元调配方法，其特征在于:所述步骤B还包括以下子步骤: B5、MCU控制模块完成对出现故障的功放单元的切换后，自动切断出现故障的功放单元的电源控制模块。
4.根据权利要求1所述的一种功放阵的功放单元调配方法，其特征在于:所述工作状态参数包括有是否处于节目间隙状态。
5.根据权利要求1所述的一种功放阵的功放单元调配方法，其特征在于:所述工作状态参数包括有功放单元的累计使用时间。
6.根据权利要求1所述的一种功放阵的功放单元调配方法，其特征在于:所述工作状态参数包括有功放单元的实时温度。
7.根据权利要求1所述的一种功放阵的功放单元调配方法，其特征在于:所述工作状态参数包括有功放单元的热拔动作参数。
8.根据权利要求1所述的一种功放阵的功放单元调配方法，其特征在于:所述工作状态参数包括有功放单元的热插动作参数。
【文档编号】H04R29/00GK103974180SQ201410166109
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】王齐祥 申请人:广州市迪士普音响科技有限公司