周勇

摘 要：隨著航運業(yè)的迅猛發(fā)展，船舶數(shù)量與日劇增。強化安全信息化管理，提高通信工作效率勢在必行。從電腦語音合成技術的應用出發(fā)，根據VHF中信息傳輸自動發(fā)送、多次播發(fā)的特點，開發(fā)了一種介于電腦與VHF之間連接的語控開關電路，大大減輕了VHF值班人員的工作強度，在實際應用中得到了較好的應用效果。

關鍵詞：抗高頻干擾 延時開關 開發(fā)應用

VHF無線電話在航運領域有著廣泛使用，各基層單位和部門均利用VHF無線電話進行生產調度、信息發(fā)布等。一般來說，辦公用VHF不配置匯接設備，不能實現(xiàn)各類信息自動播發(fā)，而是由值班人員按住PTT人工口播。為長江過往船只提供船岸通信、發(fā)布各類消息（如海事、航道來稿、突發(fā)霧情、險情等）以及為船只在遇險情況時可通過無線設備向所屬站點進行求救呼叫或用于對突發(fā)事件處理而建立的無線通信保障系統(tǒng)。

設計構思與技術要求

現(xiàn)在的長江船岸VHF通信網及區(qū)播網需要利用專用的匯接設備才能將播音臺或計算機等其它設備提供的音頻派接到調度臺來實現(xiàn)發(fā)射機的發(fā)射，不能直接對發(fā)射機進行控制，而大部分基地臺未配置匯接設備，不能實現(xiàn)安全信息的本地制作及直接播發(fā)。人工口播語音既不標準，又增加了值班人員的工作強度，同時亦容易出錯。隨著電腦語音合成技術的廣泛應用，一些信息迫切需要在VHF中自動發(fā)送，使信息及時多次播發(fā)，并減輕值班人員的工作強度?；谶@種思路，我們開發(fā)一種介于電腦與VHF之間連接的語控開關電路。

VHF無線電話正常發(fā)射時需要有音頻信號和PTT信號。PTT信號是為發(fā)射機功放電路提供開啟信號，來控制發(fā)射機發(fā)射，采取人工手動按鍵來進行控制，即按下PTT鍵，控制VHF無線電話處于發(fā)射狀態(tài)。語控，就是通過提取發(fā)射音頻信號，經過特制的語控延時電路將其轉換成自動PTT信號來實現(xiàn)VHF發(fā)射機的自動發(fā)射。及當發(fā)射機有發(fā)射音頻輸入時，能同步實現(xiàn)發(fā)射，而無需人工介入。

該電路設計涉及一種語控開關，要求語音到來時開關迅速打開，語音結束時延時幾秒。由于VHF工作于150MHZ頻率范圍，因此，特別需要一種能抗高頻干擾的語控延時開關。

語控開關電路基本原理

語控延時開關電路由穩(wěn)壓電路、濾波電路、語音檢測電路和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路組成，執(zhí)行元件為繼電器，如圖1所示。

1、穩(wěn)壓

穩(wěn)壓電路原理。J1接外部工作電壓（利用VHF中的13.8V直流電源），經過7812穩(wěn)壓管穩(wěn)壓成12V經Vcc輸出。7812集成穩(wěn)壓管的前后端各并聯(lián)輸入、輸出電容主要是起到消振的作用。同時，前端輸入電容還起到平滑波紋、抑制瞬間干擾的作用，而輸出端的電容除了起到消振作用外，還起到提高輸出瞬變能力的作用。

2、濾波

濾波電路原理。J2接PC機音頻輸出接口（語音取自電腦中耳機插孔音頻輸出），R11、C12、R12和C13組成了帶通濾波電路，可通過的音頻頻率范圍是1.59KHz～3.39KHz，音頻信號經濾波電路后由output1輸出。

3、語音檢測

語音檢測電路原理。語音檢測電路使用了lm339中4、5管腳輸入，2管腳輸出的運放U1和6、7管腳輸入，1管腳輸出的運放U2。U2作為電壓比較器，當7管腳電壓高于6管腳電壓時，1管腳輸出高電平，反之1管腳輸出低電平。接通電源，沒有音頻信號輸入時，7管腳電壓高于6管腳電壓，此時1管腳輸出高電平，當濾波電路輸出的音頻信號output1經運放U1進行放大后輸入到6管腳，7管腳電壓低于6管腳電壓，此時1管腳輸出低電平。通過滑動變阻器Rv1可調節(jié)7管腳電壓，與6管腳電壓比較，起到調節(jié)靈敏度的作用。

4、延時控制

延時控制由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路構成，語音檢測電路輸出的低電平信號output2，使555置位，繼電器吸合。同時，Q2導通，C7上的電壓通過Q2和片內放電管迅速放完。語音過后，Q2截止，C7通過R6、Rv2充電，單穩(wěn)態(tài)電路的暫穩(wěn)時間，可通過Rv2來調節(jié)。續(xù)流二極管并聯(lián)在繼電器兩端，當繼電器突然斷電的話，會放出很多電，沒有續(xù)流二極管的話容易燒壞回路中的其它元件，有了續(xù)流二極管其電就會通過續(xù)流二極管回路（相當于電感短路）放電，不至于燒壞其它元件。

電路特點

該設計在傳統(tǒng)的語控電路基礎上，增加了帶通濾波電路，解決了高頻干擾的問題。語音檢測電路中采用集成運放加之電壓比較器，與傳統(tǒng)語控電路中的集成運放和BJT晶體管相比較，更加穩(wěn)定。另外本設計可通過兩滑動變阻器分別調節(jié)對接收音頻信號的反應靈敏度和延遲時間。

實際工作中的聯(lián)接與應用

由電腦輸出的雙聲道語音信號，一路經語控開關處理后產生PTT，另一路經語控開關后輸出到VHF音頻輸入端，實現(xiàn)信息自動播發(fā)，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)控制方框圖

1、船閘值班調度中心的應用

在通航船閘調度船舶過閘中的應用，以往過閘船舶在窗口電腦登記過后?；卮群蛉斯ず艚型ㄖ?，經常出現(xiàn)錯呼、漏呼、聽錯、漏聽船名的現(xiàn)象而產生多種矛盾，甚至有時會嚴重影響通航。在南通地區(qū)的船閘使用我們開發(fā)的延時語控電路后，由聯(lián)網電腦自動排序產生過閘船舶順序，提前多次重復播發(fā)。二年多來未發(fā)生過搶先過閘而引發(fā)影響通航的事件。同時也減輕了人員的勞動強度，提高了船舶過閘效率20%以上。

2、VTS中心的應用

在VTS監(jiān)管工作中，經常需要播發(fā)發(fā)布各類消息（如海事、航道來稿、突發(fā)霧情、險情等）。這時可以在電腦編輯好播發(fā)信息，重復多次播發(fā)，無需人工控制PTT信號。從而減輕了勞動強度，提高了播發(fā)信息的準確度和質量。

3、海事處（站）點的應用

現(xiàn)在的長江船岸VHF通信網及區(qū)播網需要利用專用的匯接設備才能將播音臺或計算機等其它設備提供的音頻派接到調度臺來實現(xiàn)發(fā)射機的發(fā)射，不能直接對發(fā)射機進行控制，而大部分基地臺未配置匯接設備，不能實現(xiàn)安全信息的本地制作及直接播發(fā)?；鶎雍Ｊ绿帲ㄕ荆┚鶡o這些設備。這時我們可以用這個電路通過一臺電腦和一臺VHF電話完成轄區(qū)內海事、航道、天氣、險情等各類消息的播發(fā)

結束語

VHF抗高頻干擾的語控延時開關電路的應用，可以實現(xiàn)本地安全信息的及時、準確、高效播發(fā)，為長江船舶航行安全、海事監(jiān)管、航道通告提供有力的通信支撐保障。

（作者單位：長江南通通信管理處）