[科普中国]-扩音电话

扩音电话是利用电话机与广播功能相结合，来实现远程调度、远程广播功能的电话机。由于在我国有很多工作环境都是特别恶劣、噪声特别大的，比如发电厂、进行爆破作业的矿山矿场、机场码头附近、噪声特别大的厂区等。当发生紧急情况之时，普通的电话或手机已经成为了摆设，如何能够快速与现场作业人员取得联系，如何实现远程调度都显得犹为重要。

扩音电话的具体要求1、扩音电话必须具有抗噪功能，即噪音过滤，对方必须能够听清楚现场的声音；

2、扩音电话必须配合大功率的扬声器，有电话接入时扬声器必须能够提醒到现场的作业人员；

3、当现场作业人员无法来接听电话时，电话机必须能够自行启动，并通过扬声器现场扩音，实现远程广播、远程调度；

4、通话结束后，必须能够自动挂机，以便于下次使用。

扩音电话的产品型号及参数介绍第一类外型尺寸：325*200*128mm

颜 色：黄色，红色

净 重：9.2 Kg

功能介绍：

1、电话机具有抗噪功能，听筒具有方向性，能过滤环境噪音；

2、5次振铃后自动接通，并通过扬声器将电话声音放大，实现现场广播；

3、7分钟通话时间限制，超过7分钟自动挂机；

4、作为被叫，当主叫挂机后，电话机会自动检测忙音信号，并在3~5秒后自动挂机；

5、当有人提起听筒接听之时，扬声器自动切断；

6、12组超长号码存储功能，利用速拨按键能够实现快速拨号。

技术参数：

防护等级：IP66；

工作电源：AC 220V；

工作电压：馈电电压48~60V；

工作温度：-40℃~70℃；

工作湿度：10%~95%；

大气压力：86~106Kpa；

环境噪声：≤60dB(A)；

振铃等级：≥100dB(A)；

扬声器音量等级：80~120dB(A)；

通话传输指标：SLR≤12，RLR≤-1，STMR≥10；

输出阻抗：600Ω。

第二类外型尺寸：320*220*85mm

颜 色：蓝色、黄色

净 重：5 Kg

功能介绍：

1、电话机具有抗噪功能，听筒具有方向性，能过滤环境噪音；

2、5次振铃后自动接通，并通过扬声器将电话声音放大，实现现场广播；

3、7分钟通话时间限制，超过7分钟自动挂机；

4、作为被叫，当主叫挂机后，电话机会自动检测忙音信号，并在3~5秒后自动挂机；

5、当有人提起听筒接听之时，扬声器自动切断；

6、12组超长号码存储功能，利用速拨按键能够实现快速拨号。

技术参数：

防护等级：IP54；

工作电源：AC 220V；

工作电压：馈电电压48~60V；

工作温度：-40℃~70℃；

工作湿度：10%~95%；

大气压力：86~106Kpa；

环境噪声：≤60dB(A)；

振铃等级：≥70dB(A)；

通话传输指标：SLR≤12，RLR≤-1，STMR≥10；

输出阻抗：600Ω。

煤矿井下低比特率数字扩音电话系统设计扩音电话系统是煤矿井下安全系统1的重要组成部分，一般和闭锁、打点系统封装在一起，用于综采工作面和皮带运输沿线的广播通话和信号联络。目前井下扩音电话系统一般还是采用传统的模拟电话系统。这类系统的优点是成本低，实现比较简单，但受模拟信号本身的缺陷影响存在诸多不足，一是抗干扰能力比较弱，语音信号在传输过程中易受到环境和通信系统内部的各种噪声干扰，语音线路越长，语音质量下降越严重，而煤矿井下的环境比较复杂，很容易受到各种类型的干扰，这对于煤矿安全生产是不允许的。从目前扩音电话设计来看，为了提高语音传输的距离及语音质量，一般采用增大功率的方法，但是这种方法将增大整个系统的功耗，这对于煤矿井下环境来说也是不允许的。此外，模拟扩音电话系统难以与井下通信系统互接，使扩音电话系统的功能受到了很大限制。随着现代采煤技术及煤矿管理技术的发展，这类传统的模拟扩音电话系统逐渐显现出其不足之处。针对该问题，用数字扩音电话代替模拟扩音电话成为了研究人员的热点研究问题，因为在数字通信中可以使用检错码和纠错码等技术有效地提高通信系统的抗干扰能力。但是，由于数字信号占用频带较宽，使得语音线路的利用率降低，对线路的要求及成本也相应提高了，这成为了数字扩音电话得以广泛应用的制约因素。

系统总体设计该系统由C8051F310处理器模块、语音压缩调制器模块、A/IUD/A转换模块、麦克及扩音电路模块、电源模块、充电电池模块、打点按钮、按讲按钮、井下通信系统接口以及RS185通信模块等组成。可以实现呼叫、打点、接听以及与井下通信系统互联等功能。

A/D-D/A转换模块将麦克输入的语音信号编码成数字信号，然后由语音压缩调制器进行压缩，通过SPI接口进入单片机，处理器将处理后的语音数据通过RS185模块发送至RS185总线，总线上挂接的其他扩音电话接收到该语音数据后由RS185模块处理后进入单片机，单片机再通过SPI接口提交给语音压缩调制器进行解码，然后由A / D-D/A转换模块转换为模拟语音信号，最后由扩音电路放大后通过喇叭发出语音。

打点是通过扩音电话系统发出的一种控制信号，通过发出不同的信号或发出重复不同次数的信号指示工作面及皮带沿线的工人完成相应的操作。在传统的模拟电话系统中，一般是通过发出特定频率的声音来实现打点功能。而在本系统中，是通过事先将特定的数字化声音数据存储在扩音电话的存储器中，当按下打点按钮后，扩音电话系统将该数据发送到语音线上，总线上挂接的其他扩音电话收到该数字声音信号后经过解码、转换、放大发出打点信号声音。

系统工作时(打点或呼叫)，语音线上挂接的所有电话都要对接收到的声音信号进行处理并播放该声音，这样系统的瞬时功耗将会很大。为了避免这种情况的发生，系统工作时由充电电池供电。这样就避免了井下电源模块的瞬时功耗过大消耗，而电池可以在系统非工作时间进行静默充电。

语音放大呼出模块设计为了降低整个系统的功耗2，本系统选用D类功率放大器。D类功放也称开关功率放大器，具有很高的效率，理论上可以达到10000，实际应用中一般也可以达到80%以上。它的体积比较小，另外由于芯片的耗散功率低，因而产生的热量比较低，一般需要的散热片的尺寸比较小或者不需要附加散热片，这样能够很大程度上节省电路板的空间。D类功放具有低失真，频率响应特性好等优点，而且需要的外围器件少，这方便了系统的设计与调试。

本系统选用德州仪器的TPA3007D1功率放大器。TPA3007D1是6. 5w单声道BTL D类音频放大器，该功放的效率在供电电压12V时可达到85%以上。其供电电压范围为8-18v，典型为12V，负载阻抗大于7欧姆。

TPA3007D1具有可关断功能，通过引脚J可以控制TPA3007D1处于工作状态或关闭状态，当该引脚为高电平时功放正常工作，当该引脚为低电平时功放进入关闭模式，在该状态下功放输出静音，此时消耗的电流非常小，一般只有1，从而有效的降低了系统功耗。

本词条内容贡献者为:

方正 - 副教授 - 江南大学