论音频信号的反相检测与处理

论音频信号的反相检测与处理
随着广播技术的不断发展，人们对广播信号的音质要求也越来越高，随着调频接收机的普及，人们把从最初对调幅广播的喜爱也转移到了调频广播上，与调幅广播相比，调频广播是高品
质广播，具有抗干扰能力强，可以实现立体声广播等优点，就我台而言，目前调频广播已覆
盖全省85﹪以上，对我台广播事业发展起到了一定的推动作用，而信号反相问题也一直困扰
我台，据了解，其他电台也面临着同样问题，目前，没有有效的措施来改善现状，节目上只
能在管理加大力度，尽量少出现问题，技术上只能在发现反相时利用反相线暂时处理，待反
相结束后重新恢复，往往信号反相现象反映到技术值班面前时，已过去了几分钟甚至十几分
钟时间，这无疑已造成了劣播现象。

鉴于此种情况，我开始对国内外的一些音频设备进行考察，目前，还没有关于音频信号反相的处理设备。

于是我查阅了一些的国内、外的技术资料，做了一些仿真试验，终于研制出了一种简便的《音频信号的反相检测与处理》电路，本电路
具有三大特点
1、本电路线路简单，操作简便、运行稳定、造价低廉；
2、本电路能及时检测到反相信号并做出快速响应，不会出现劣播现象；
3、本电路不对播出系统中的音频信号进行处理，因此，不影响原播出系统的通路指标。

电路整体方框图见《图一》
就信号反相来讲，造成信号反相的原因一般有三种，第一是直播室调音台被人为误动作，出
现信号反相现象，特别是模拟调音台最易出现此类现象。

现在大型电台所使用的直播室调音
台技术含量都高，一般都具有功能锁，技术人员调整时把一些不常用的功能都已上锁，信号
反相现象基本已杜绝。

第二是设备通路，一般是音频设备之间连接时信号正负极接反，特别
是矩阵连接，由于输入输出信号线特别多最易出错，在测试通路时这种现象就能得到纠正。

第三是自动播出信号，这一部分来自于录播节目，反相信号绝大部分都是它造成的，因此，
控制住自动播出信号基本上就杜绝了反响现象的发生。

目前各大电台对音频信号的监测分为两种，一种为视觉监测（彩条监测），一种为听觉监测（音箱），就我台而言监测信号有八路，如此众多信号根本就无法判断某一路信号某一段时
间发生了反相。

因此，对反相信号的处理就成了我台技术部门的首要任务，本电路在此中情
况下应运而生，它包括三部分，1、反相信号检测电路，2、反相信号处理电路，3、反相信
号报警电路（反相信号指示电路）。

图一
《图一》
一、信号检测电路《图二》
《图二》
信号检测电路有四部分组成，1、信号放大电路2、隔离电路 3、比较电路 4、异或门电路（一）信号放大电路
采用NE5532运算放大器，其作用是将采样到的音频信号放大。

音频信号输入端分别接左右
声道的R+、L+端，经Ｃ６、Ｃ７耦合后分别送入U1、U4的同相输入端，电路设计放大倍数
为5，放大后的信号与原信号幅度基本相等，以确保后级比较电路的运行。

（二）隔离电路
采用NE5532运算放大器组成电压跟随器，由于它的高输入电阻、低输出电阻，所以电压跟
随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。

（三）比较电路
采用LM393电压比较器，其作用是将正弦波信号转化为方波。

比较器反相端接地，当两路
信号同相时，U5、U6输出相同的正半周方波信号，其相位差为0，当两路信号反相时，U5、
U6输出的正半周方波信号相位差为180度，如《图三》
（四）异或门电路
采用74LS86两输入端四异或门电路，其作用：当比较器U5、U6输出同相方波信号时，U7
输出低电平。

当比较器U5、U6输出反相方波信号时，U7输出高电平，去控制信号处理电路，以保证信号源反相时输出同相信号。

二、信号处理电路
信号处理电路是由六反相器74LS04与四双向模拟开关CD4066组成，其作用是将反相信号转
换成同相信号。

具体电路见《图四》
当音频信号同相时，U7输出低电平，经U8、U9反相后仍为低电平，双向模拟开关U13处
于断开状态，而此时反相器Ｕ10输出高电平，使得双向模拟开关U14处于导通状态，音频信号通过U14输出。

当音频信号反相时，U7输出高电平，双向模拟开关U13处于导通状态，音频信号通过U13
输出同相信号，而此时反相器U10输出低电平，使得双向模拟开关U14处于断开状态。

综合上述，无论输入总线上音频信号是同相或者是反相都能在输出总线上得到同相的音频信
号输出。

《图四》
三、反相报警电路与反相指示电路
（一）反相报警电路由反相器、蜂鸣器与NE555振荡电路组成，如《图五》所示，其作用是当信号反相时，振荡器起震驱动蜂鸣器发出声音，引起值班人员的注意。

当音频信号同相时，反相器U11输出低电平，振荡电路不起振，此时，蜂鸣器不发出声音。

当音频信号反相时，U11输出高电平，使得震荡电路起震，经U13反相输出驱动蜂鸣器发出
声音。

振荡频率f=1/0.7*C4*（R1+2R2）=2.9Hz
《图五》
（二）反相指示电路
它由反相器与发光二极管组成，其作用是引起值班员视觉上的注意，电路如《图六》所示《图六》
当音频信号同相时，U12输出低电平。

当音频信号反相时，U12输出高电平，发光二极管被
点亮。

注：以上电路均已通过仿真试验，如有好的建议欢迎指导。