LYB-03型故障信號(hào)漢顯語音報(bào)警裝置

通過《語音信號(hào)及單片機(jī)處理》的學(xué)習(xí)，能夠掌握語音信號(hào)及其處理技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)對單片機(jī)技術(shù)的深入理解，使單片機(jī)軟硬件知識(shí)的學(xué)習(xí)能夠有效結(jié)合工程實(shí)際需要、進(jìn)而深化理解，使開發(fā)能力得到提高?！墩Z音信號(hào)及單片機(jī)處理》可以作為高校信息技術(shù)類專業(yè)，以及工程技術(shù)類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的教材和參考書，還可作為工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)單片機(jī)原理和語音信號(hào)處理應(yīng)用技術(shù)的參考書。

《語音信號(hào)及單片機(jī)處理》圍繞語音信號(hào)的單片機(jī)處理技術(shù)，介紹了語音信號(hào)的時(shí)域和頻域處理技術(shù)以及語音識(shí)別技術(shù)，并以凌陽16位單片機(jī)為例，系統(tǒng)介紹采用凌陽單片機(jī)系統(tǒng)組成、軟硬件和應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。特別是結(jié)合單片機(jī)對語音信號(hào)的處理和應(yīng)用，使單片機(jī)控制器具備了更多更強(qiáng)的功能，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)形式多樣并“能聽會(huì)說” 。通過《語音信號(hào)及單片機(jī)處理》的學(xué)習(xí)，能夠掌握語音信號(hào)及其處理技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)對單片機(jī)技術(shù)的深入理解，使單片機(jī)軟硬件知識(shí)的學(xué)習(xí)能夠有效結(jié)合工程實(shí)際需要、進(jìn)而深化理解，使開發(fā)能力得到提高。

《語音信號(hào)及單片機(jī)處理》可以作為高校信息技術(shù)類專業(yè)，以及工程技術(shù)類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的教材和參考書，還可作為工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)單片機(jī)原理和語音信號(hào)處理應(yīng)用技術(shù)的參考書。

線性預(yù)測是進(jìn)行語音信號(hào)分析最有效和最流行的分析技術(shù)之一。線性預(yù)測分析的重要性在于：它提供了一組簡潔的語音信號(hào)模型參數(shù)，這一組參數(shù)能夠較精確地表征語音信號(hào)的頻譜幅度，而分析它們所需的運(yùn)算量相對來講并不大。例如用線性預(yù)測原理降低編碼數(shù)碼率的信號(hào)編碼，它主要用于話音、圖像和遙測信號(hào)的編碼。這種預(yù)測編碼不是對連續(xù)的信號(hào)直接抽樣后編碼，而是把每幀的P個(gè)預(yù)測系數(shù)和各樣值預(yù)測誤差en編碼后傳輸。收信端則利用這些參數(shù)來重建信號(hào)。在一般情況下它的編碼數(shù)碼率比直接抽樣后編碼的數(shù)碼率低得多。將語音的線性預(yù)測參數(shù)形成模板儲(chǔ)存，在語音識(shí)別中也可以提高識(shí)別率和減少計(jì)算時(shí)間。此外，這種參數(shù)還可以用來實(shí)現(xiàn)有效的語音合成。因此，線性預(yù)測分析技術(shù)已經(jīng)成為語音信號(hào)處理的一個(gè)強(qiáng)有力的工具和方法。

信號(hào)盤故障情況

改造后的試驗(yàn)中新信號(hào)盤經(jīng)常誤發(fā)故障信號(hào)。具體表現(xiàn)為：在試驗(yàn)中本來只短接了一對觸點(diǎn)，只應(yīng)發(fā)一個(gè)信號(hào)，但是新信號(hào)盤卻發(fā)了多個(gè)信號(hào)，其中只有一個(gè)信號(hào)是正確的。在后來的運(yùn)行中也是如此，沒有故障的時(shí)候，信號(hào)盤沒有顯示，處于正常狀態(tài)；一旦有故障發(fā)生，該信號(hào)盤則經(jīng)常多發(fā)虛假信號(hào)，即多個(gè)信號(hào)中只有一個(gè)或一部分是正確的。

信號(hào)盤原因分析

開始以為是新信號(hào)盤內(nèi)部的故障。經(jīng)過檢查，排除了這種可能，因?yàn)闄z查發(fā)現(xiàn)每一個(gè)虛假信號(hào)的外部輸入端子上都有輸入電壓(80～100V)，并且當(dāng)把這個(gè)端子解開以后，對應(yīng)的虛假信號(hào)就消失了，這說明問題出自外部電路。信號(hào)盤的外部接線如圖4所示。由于實(shí)際的故障信號(hào)有很多，這里只畫了兩個(gè)有代表性的回路：電解1號(hào)和電解2號(hào)變電所的接地故障回路。圖4中電源為直流110V，觸點(diǎn)K107在電解l號(hào)變電所內(nèi)，如果這個(gè)觸點(diǎn)閉合，則說明電解1號(hào)變電所有接地故障；觸點(diǎn)K111在電解2號(hào)變電所內(nèi)，如果它閉合，則說明電解2號(hào)變電所有接地故障；Vl、V2、V3、v4是二極管，起信號(hào)分配作用，將接收到的故障信號(hào)分配給A、B兩塊信號(hào)盤；A25、A26表示A盤上的第25和第26個(gè)顯示單元及指示燈，如果這兩個(gè)單元被觸發(fā)(燈亮)，說明電解1號(hào)和電解2號(hào)變電所有故障；B2表示B盤上的第2個(gè)顯示單元及指示燈，如果它被觸發(fā)(燈亮)說明有接地故障。

從圖4可以看出，整個(gè)信號(hào)回路可以分成故障檢測部分、邏輯判斷電路和故障顯示(信號(hào)盤)三個(gè)部分。既然信號(hào)盤的故障已經(jīng)排除，那么問題就只可能出在第一或第二部分上。第一部分電路非常簡單，如果第一部分有信號(hào)發(fā)出，就不能簡單地認(rèn)為是虛假信號(hào)了。在實(shí)際的操作過程中，我們也發(fā)現(xiàn)，如果信號(hào)盤出現(xiàn)虛假信號(hào)，只要將實(shí)際存在的故障排除或復(fù)位以后，所有的信號(hào)都會(huì)消失，因此第一部分可以排除。第二部分的邏輯判斷電路由二極管組成，判斷的功能由二極管完成。它的輸入是故障信號(hào)(開關(guān)量)，輸出則用來控制信號(hào)盤的指示燈。因此，我們懷疑是二極管損壞或反向擊穿引起的故障。但實(shí)際檢查的結(jié)果卻是二極管并沒有明顯的損壞跡象。筆者又去測量了新信號(hào)盤的輸入電阻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)新信號(hào)盤的輸入電阻為12MΩ以上，說明它的工作電流小于10斗A(110V/12MΩ)。這就對邏輯判斷電路中的二極管提出了較為嚴(yán)格的要求，即二極管的反向電阻要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)盤的輸入電阻，至少應(yīng)是它的2～3倍，而實(shí)際上這些二極管從投產(chǎn)已使用了20多年，有些二極管的反向電阻已不能滿足需要。由圖5可知，觸點(diǎn)K107閉合后，Vl、V2導(dǎo)通，信號(hào)盤A25、B2燈亮，顯示電解1號(hào)變電所有接地故障；此時(shí)V4承受反向電壓，存在一定的反向泄漏電流，電流回路如虛線所示，也就是所謂的寄生電路。如果反向泄漏電流接近10μA，甚至只要達(dá)到5～6μA，顯示單元A26就有可能被觸發(fā)，誤發(fā)電解2號(hào)變電所接地故障信號(hào)。同樣，如果V2反向泄漏電流過大，則當(dāng)電解2號(hào)變電所有接地故障時(shí)(觸點(diǎn)Klll閉合)，也會(huì)誤發(fā)電解l號(hào)變電所接地故障信號(hào)。

信號(hào)盤解決方案

解決方案有兩種：一是更換新的二極管，要求反向電阻遠(yuǎn)大于12 MΩ；二是徹底淘汰二極管，采用其他方式觸發(fā)信號(hào)盤，如繼電器、PLC等，杜絕寄生電路的存在。我們采用了投資較少的第一種方案，更換了所有的二極管，從此故障現(xiàn)象消除，該信號(hào)盤再?zèng)]有誤發(fā)信號(hào)。