多路电视循环切换监控电路设计

【摘 要】多路电视监控通常是使用电视墙，但是这种传统的方式每单屏适用频道固定，而且占用较大空间，无法适应广播电视的发展速度，也无法跟随节目套路不断增多的节奏。因此多路电视循环切换监控电路的设计是目前的重点研究课题。本文主要围绕多路电视循环切换监控电路的设计进行探讨和分析。

【关键词】多路；循环；监控电路；设计

0.前言

目前大部分广播电视发射台站都是使用电视墙实现多套路电视播出中的监视，但随着广播电视事业的快速发展，很多新型设备和技术也在不断涌现，节目套路也随之增加，如果还采用电视墙型式就需要多个值班员长时间盯着多个屏幕，而且还需要精神高度集中，这样会给值班员的视觉造成一定影响。另外电视伴音都是人为处置在静音状态，这就造成监听没有实际作用，也就成为监控的盲区。因此本文针对上述问题，展开对多路电视循环切换监控电路的设计与探讨。

1.多路电视循环切换监控电路概述

本文设计的多路电视循环切换监控电路可以有效解决前面提到的两个问题。该电路的设计思路为，将多路电视视频在一个监视屏上顺序切换，伴音信号在LED屏上同步显示。这样就通过唯一的监视屏实现了全套节目的循环监控。只需要一个值班员就能完成监控工作，不仅减少值班员的工作量，同时该电路设置的报警功能、故障检索等功能也为监控工作带来便利。这种循环切换监控电路的设计可以摆脱对电视墙的依赖，电路中使用的元件都是常用的，而且原理很简单、电路结构也非常紧凑，符合经济、实用和科学合理的要求。

2.多路电视循环切换监控电路设计

多路电视循环切换监控电路整体设计图，主要包括循环切换电路、伴音检测电路和故障报警电路。循环切换电路是整个循环切换监控电路的关键部分，主要负责产生和输出脉冲串行，然后通过转化单向脉冲提供切换动作信号，将切换动作信号传送给机顶盒或监视器的频道调换电路，最终完成电视频道的更换；伴音检测电路的主要功能是通过LED电平形式将同步切入的伴音信号显示出来，然后根据电平状态和变化情况判断是否有故障发生，如果有故障就会启动故障报警电路；故障报警电路在发生故障时会发出报警信号，为了使画面在发生故障时停留在当前页面上，在报警信号发出前会给循环切换电路发送停滞动作信号，如果在特定时间内没有自行解决故障，电路会发出声光报警以更好的处理故障，或提醒专业技术人员处理故障。

2.1循环切换电路

循环切换电路要对视频信号进行切换，这要求切换开关在0-6MHz范围内对漏信要求有66dB以上抑制，也就是说开关的通断输出至少为60dB，如果使用机械开关，在关断时就会有分布电容，视频高端频率就变成通路，关断的视频信号泄漏到输出端发生重影，因此本电路选择模拟开关电路CD4066作为切换开关，这种开关带宽为40MHz，电压、电流通断比高于65dB，符合视频开关要求。

循环切换电路的构成主要包括U5（NE555）、U3（CD4093）和外围元器件，单稳态脉冲振荡电路由U5（NE555）、C4、R11和R13组成，单稳态出发电路由U3A、U3B、C6、R14和R15组成。U5-3脚输出串行方波脉冲至U3A-1脚，周期性方波通过单稳电路转换为单方向窄脉冲后再形成切换信号。

循环切换电路的基本原理：静态时，U3A-1-2脚、输出端U3A-3脚和U3B-4脚分别为高电平、低电平和高电平；动态时，U3A-1脚输入低电平，U3A-3脚输出高电平。电容C6正端电压需要从0上升到VCC，但是电容两端电压无法实现突跳，所以需要给U3B脚的输入端施加正电压，这样U3B脚的输出端就由原来的高电平变成低电平，电容C6的充电过程为VCC—R14—C6—R15，U3B脚的输入端电压会逐渐下降到门限电平，此时输出端就变成高电压，负向脉冲也就形成了。调整R15电阻值可以通过改变脉宽来切换信号作用的时间。U3B-5与U3C-10相连构成单稳电路禁止端接口电路，U3C在输出低电平时，单稳电路停止工作。S1-2是电路工作状态的选择开关，S2是切换信号倒向输出开关。

2.2伴音检测电路

U1是LED发光管驱动集成电路，主要包括基准电压电路、放大器和电平比较器，主要功能是交直流放大和检波，是音频电平拾取电路的组成部分。伴音检测电路的主要作用是对输入伴音信号幅度高低的检测，判断是否存在故障，并根据输出电压变化来判断控制电路工作情况，其中U4和U2A是输出电路。

2.3报警电路

报警电路中的延时电路的作用是，为判断是否发生故障留出时间，如果信号正常则伴音信号经U1放大检波生成与原来音频信号大小成正比的直流电压，U2A输出高电平，U2B和U2C输出地点批评，如果U2B与U2C为低电平且有音频信号输入，则输出端保持低电压，避免节目停顿，如果电路没有输出控制信号，则表示信号正常。

如果电路信号不正常，U1内部直流电压会减小或者是零，比较器呈现高电位并顺序关闭，U2A输出会突跳为低电平，由于存在C2和C3，所以U2B和U2C输入端电压不会立刻降低，两个电容利用电阻对地进行放电，当U2B-5-6和U2C-9的电压下降到2/3VCC时，U2B、U2C电路翻转并输出高电平，此时延时完成。因为R3和R4取值不同，因此完成延时会有时差存在，第一个延时是为了停滞切换电路动作，第二个是为了完成报警。

3.多路电视循环切换监控电路的调整与安装

3.1多路电视循环切换监控电路的调整

切换电路的调整：通过改变电阻R13来控制U5的输出频率在1-20Hz范围内变化，从而对切换时间间隔进行控制。时间周期的计算公式为t=2.3RC，通常约为20s。单稳触发脉冲电路中决定脉冲宽度的是C6和R15，根据上面的公式可以计算其值，通常选定电容值后，通过改变电阻值来调整脉冲宽度，但要注意脉冲宽度不要太大，否则可能会出现跳台现象。

音频检测电路的调整：使用LM3915可以使调整更加便捷，音频信号通过R4接入5，调整机顶盒音量键和R4并观察LED发光管点亮情况，当第七个发光管点亮时说明输入了合适的伴音电平幅度。

延时电路的调整：延时电路主要由R6、C2和R9、C3构成，使用t =2.3RC计算时间，调整方法为关闭音量，设置两个电阻值，然后检测U2B和U2C输出端电位值，低电位表示处于延时时段，高电位表示延时完成。

3.2多路电视循环切换监控电路的安装

电路中电阻都采用1/8W，其他元件可使用其他型号替代，安装中只要焊接不出现错误，再经过细微的调整就可以正常使用。电路可以安装在机顶盒内或者受控监视器内，供电电源可直接使用机内电源，值为+12V。机顶盒或受控监视器的音频输出接入电路的A-IN口，机顶盒或受控监视器的频道上下调节键电路分别于S2的CH+和CH-连接。

4.结束语

综上所述，多路电视循环切换监控电路可以有效解决电视墙的一系列弊端，而且电路设计比较简单，电路中均使用普通元器件，实现了多路电视视频的循环往复的切换，降低了值班员的工作强度，同时设计了伴音监控电路和报警电路，使监控电路更加完善。 [科]

【参考文献】

[1]许建伟，徐永革，范玉文.多路电视循环切换监控电路设计，电子制作，2014，（01）.

[2]王涛，张东升.数字电视多频率射频信号源系统监控电路设计，广播电视信息，2014，（04）.

[3]刘彦斌，秦晨飞，梁华国.基于多路复用的老化预测电路设计研究，中国计算机学会容错计算专业委员会，2011.

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