一、需求分析
    隨著計算機技術、網絡技術及數字音頻技術的飛速發(fā)展及在教育領域的廣泛應用，教育信息化建設步伐加快，教學方式日新月異逐步與現代科技發(fā)展相交融。進入二十一世紀以來，中國加入WTO，國民經濟繼續(xù)持續(xù)高增長率引起世人矚目，國際交往日益頻繁，因而對外語人才的素質提出了更高的要求。外語口語教學是進行外語聽力訓練與四、六級考試的重要手段，也是提高高校學生外語素質最有效的途徑，在全國掀起外語學習熱潮，提高外語教學質量中起著舉足輕重的作用。傳統的外語教學在技術、應用上存在嚴重的滯后性，無法與現代信息化建設接軌，建設數字化、網絡化、智能化的外語電臺成為各大高校外語教學的迫切要求。
    1、 外語教學基礎設施滯后；
    2、 外語聽力教學方式不靈活，好多學校只是利用語音室；
    3、 不能在基礎教學階段讓學生從小養(yǎng)成良好的英語習慣；
    4、 學校不能給學生創(chuàng)造一個公開與自由選擇相結合的語言學習環(huán)境；
    5、 外語教師的口語水平參差不齊，導致以誤傳誤；
    以上各因素造成我國大中小學生普遍“只識其字，不知其音”的啞巴英語現象，這種現象嚴重影響了我國外語教學水平的提高進而阻礙了高素質外語人才的培養(yǎng)。
    我公司根據我國目前大中小學外語聽力考試及訓練要求，結合校園廣播現狀與發(fā)展方向專門設計了用于一套改善我國外語聽力現狀的校園多路播放無線轉發(fā)智能廣播系統。本系統采用有線傳輸、無線接聽的方式，既不用申請頻點又做到了可選擇自由收聽，靈活可靠，學生可整天在外語環(huán)境中漸漸養(yǎng)成外語思維和習慣，逐步解決聽力難題。以其自由新穎的構思和巧妙的組合，受到教育同仁的贊譽和好評。
二、設計依據
    工程方案的制定、設計，依照國家有關文件、標準和規(guī)定，主要有：
   《有線電視廣播系統技術規(guī)范》
    國標GB50200-94 《有線電視系統工程技術規(guī)范》
    《30MHz-1GHz聲音和電視信號電纜分配系統》GB6510-86。
    《工業(yè)企業(yè)通信設計規(guī)范》GBJ42-1981。
    《民用建筑電氣設計規(guī)范》GBJ/T16-1992。
    建筑、通信有關行業(yè)標準。
三、設計原則
    進行系統設計時，本著“先進性、科學性、穩(wěn)定性、經濟性”相統一的原則進行設計。
四、設計簡要
1、系統整體規(guī)劃：
    系統整體規(guī)劃為“音源數字化、播放自動化、管理智能化、收聽自由化”的校園多路播放無線轉發(fā)智能廣播系統，采用計算機技術、VC編程技術、FM調頻頻分復用技術、微功率無線發(fā)射技術有機結合，從主控室有線傳輸多路（多達10路）調頻廣播節(jié)目到教室，采用寬頻無線轉發(fā)器把接收到的廣播信號進行微功率無線發(fā)射，使調頻信號在教室空間傳輸，學生采用無線調頻耳機、收音機收聽。
2、前端及信號源部分：
    組前端由數字節(jié)目源（HX-8000多路音頻自動播出系統）、模擬節(jié)目源（VCD、錄音卡座、收音頭）、FM1500調頻調制器、音頻矩陣切換器、多路廣播智能播出控制器、頻分復用混合器、干線放大器、寬頻無線轉發(fā)器等成。

3、傳輸方式：
    共纜傳輸方式：系統采用學校原有有線電視（閉路雙控）同軸電纜共纜傳輸方式進行信號傳輸。電視、廣播 “一線通”,只需在原校園廣播基礎上進行改造，無需重新布線。
    無線轉發(fā)方式收聽：信號到HX-3000寬頻無線轉發(fā)器把接收到的多路廣播信號進行微功率無線發(fā)射，實現教學區(qū)無盲區(qū)覆蓋。
4、終端接收設備及收聽方式：學生采用無線調頻耳機或收音機流動收聽。
五、系統原理及組成
    系統采用“數字播出、共纜傳輸、無線轉發(fā)、調頻接收”的工作方式，由數字硬盤播出主機（專用工控機PC）及HX-8000數字硬盤多路自動播放軟件、FM調制器、多頻混合器、寬頻轉發(fā)器、調頻接收收音機、數顯調頻耳機組成。
六、系統功能及特點
    系統是專為學校開發(fā)的 校園多路播放無線轉發(fā)外語聽力教學專業(yè)設備，具有傳統廣播不具備的獨特功能、不可比擬的優(yōu)點，具體功能及特點如下。
1、多路音頻自動播放功能
    系統由數字硬盤多路播出主機作為數字節(jié)目源，可通過數字硬盤多路音頻自動播出軟件播出1—8套不同的數字節(jié)目。每套節(jié)目都能根據外語聽力需要設置年、月、周、日播放列表，多路音頻根據定時自動無人值守播放。這就使WAVE、MP3、MIDI、CD等多種現在流行格式的音頻可以自動播出，而不僅拘泥于模擬音頻的播放。
2、多路音源共纜傳輸功能
    系統最多可達10余套節(jié)目同時傳輸，完全滿足外語聽力教學和自由收聽需要，采用CATV +FM1+FM2+……FMn的頻分復用共纜傳輸方式。閉路電視、校園廣播、采用一根同軸電纜共纜傳輸。
3、設備智能管理控制功能
    系統采用HX-7000 多路廣播智能播出控制器根據HX-8000數字硬盤多路播放軟件節(jié)目定時自動控制調頻調制器電源，使外設管理與軟件定時有機結合到一起，實現了外語聽力設備管理無人值守。
4、寬頻無線轉發(fā)功能
    系統利用閉路電視線路有線傳輸多路外語聽力節(jié)目，教室終端采用寬頻無線寬頻轉發(fā)技術同時把音頻信號無線空間發(fā)射，使學?？刹挥蒙暾堫l率，擁有10個無線廣播電臺。
5、自主選擇收聽功能
    在接收終端采用無線寬頻轉發(fā)方式，學生可通過數顯調頻耳機自由選擇收聽頻率，自主收聽。完全解除廣播式被動收聽模式，給無暇收聽廣播的學生帶來的學習選擇空間。
6、發(fā)射頻段獨特功能
    對于調頻廣播來說，88～108MHz為調頻廣播的公用頻段，為了使外語聽力節(jié)目清晰穩(wěn)定，不受外界頻率干擾，系統采用75～85MHz作為發(fā)射頻率，大大提高了發(fā)射頻率的穩(wěn)定性能。
7、發(fā)射頻率靈活可調功能
    由于寬頻無線轉發(fā)器轉發(fā)頻率為調制器調制頻率，而調制器頻率可以手動捷變頻調節(jié)，發(fā)射頻率靈活可調，完全擯棄發(fā)射頻率固定易受干擾的缺陷。
七、方案詳細介紹
1、 音頻播放與切換
    學校外語聽力訓練與考試在外語教學中非常重要，尤其近年來外語學習升溫，使外語聽力更加顯現出來。音頻播放與切換部分作為外語聽力系統的核心部分，對臺站廣播的音質效果起者至關重要的作用。音源的選擇將直接影響播出質量與收聽效果，因此選擇好的音源及智能播出系統成為建設外語廣播聽力系統需考慮的首要問題。
    本方案采用經多次調研考察根據實際需要開發(fā)的HX-8000數字硬盤多路音頻自動播出系統及VAS音頻矩陣切換器作為外語廣播聽力系統的音源及切換設備。該組合使音頻無損失傳輸，實現了多路音頻定時自動播放與切換輸出，達到了音頻播放的數字化、智能化和自動化，使播出音頻音質清晰，保證了廣播聽力系統播出音頻的質量。下面是所用設備及軟件介紹：
◆HX-8100數字硬盤多路播出主機
    HX-8100數字硬盤多路播出主機為數字音頻播放的硬件設備，此設備由P4處理器、256ROM內存、80GB大容量硬盤、大功率高可靠冗余電源所構成以保證系統長時間正常運行；采用專業(yè)音頻卡，利用軟件進行左右聲道分離，使一卡可輸出4路音源，所輸出為立體聲，音質優(yōu)美動聽；采用標準工控機箱，散熱性能好，使系統處于常溫工作，穩(wěn)定可靠，不會因機箱內溫度過高而死機；硬盤內置2000多首曲目及常用音頻素材庫。
◆ HX-8000數字硬盤多路音頻自動播出軟件
    ①概述
    HX-8000數字硬盤多路音頻自動播出軟件是應高校外語聽力教學的實際需求開發(fā)的集數字音頻多路播放與外設智能管理控制為一體的數字音頻播放系統。采用全數字方式存儲和播放音頻信號，用來代替?zhèn)鹘y的磁帶卡座、CD等模擬音頻播放設備。并可通過局域網絡組建大型智能化播音系統，建成“數字高品質錄音、數字非線性編輯、數字全自動播出”的“數字化、網絡化”音頻播出系統。也可通過軟件及串口控制外設，如調頻調制器、定壓功放、調頻發(fā)射機等。可廣泛應用于學校、小區(qū)、超市、公園、商場、廣場、車站、碼頭、工礦企業(yè)、酒店、賓館、醫(yī)院、部隊等音頻自動播放場合。
    ②系統運行環(huán)境
    硬件要求：586以上電腦，32M以上內存。
    操作系統： Windows95/98/2000/NT/XP或更高版本。
    ③本軟件特點
    支持一臺主機八路音源定時自動或手動播放；
    支持自動定時、手動播放切換和全呼廣播；
    支持各路按日、周、月、年的設定定時播放列表；
    支持八路外設電源自動控制和手動控制管理；
    支持多通道聲卡左右聲道隔離，輸出立體聲；
    支持各路整點報時功能；
    支持每天自動開關機。
      ◆VAS音頻矩陣切換器
    VAS系列音頻矩陣切換器是專為院校廣播系統設計的音頻輸入輸出切換設備，該設備采用國際流行貼片、IC芯片、單片機電路，專業(yè)造型設計，特別適合應用于各種廣播系統多路音頻切換場合。音頻矩陣切換器分三種規(guī)格（8入4出、8入8出、16入8出）可根據音源切換的路數選擇使用。
功能特點
    輕觸按鍵設計，操作方便；
    專業(yè) IC芯片，單片機控制，廣播級指標；
    輸入 RCA 接口（ 1.0Vp _p），輸入阻抗600Ω；
    輸出 RCA 接口（ 1.0Vp _p），輸出阻抗600Ω；
    外形尺寸 19 英寸標準機箱（ 2U/4U ）；
    電源 交流 220V/50Hz。
2、 音頻編輯單元
    有些音頻素材需錄入或編輯處理，如進行考試時所選素材需添加說明、注釋，外語考試老師錄音等，都要專業(yè)音頻編輯系統來實現。GB2000數字音頻編輯軟件及MAYA PRO音頻采集卡是進行音頻編輯與錄入的強強組合，使錄入音頻音質清晰，編輯效果具有多樣性，專業(yè)性。
GB2000數字音頻編輯軟件
     GB2000數字音頻編輯軟件是集專業(yè)數碼錄音與多種效果合成處理于一體的音頻處理軟件，用于模擬音源高品質數碼錄入及音頻編輯處理與效果合成，或對數碼音頻進行編輯處理并轉換文件格式。此軟件可將卡座、CD機、收音頭、人聲等音頻數碼錄入計算機，并以數字格式存儲到計算機中。對采集或已有音頻文件進行多種聲音效果處理，如倒轉、回音、淡入、淡出、鑲邊、扭曲、插入、刪除、移動等操作，為原本單調干澀的音頻添加背景音樂加入各種音效，使音頻多樣化、風格化、特色化；為播出曲目加入注釋、解說使音頻更能讓人理解接收；對音頻文件進行格式轉換，節(jié)省所占硬盤空間。除此之外，支持SCSI CDROM不經聲卡輸出直接抽取音頻文件并進行錄制編輯。
    系統運行環(huán)境
    硬件要求：586以上電腦，32M以上內存。
    操作系統： Windows95/98/2000/NT/XP或更高版本。
    本軟件特點
    支持各種輸入音頻進行高品質數碼錄音；
    支持多種格式音頻編輯效果合成處理；
    支持各種音頻文件格式轉換，具有批處理功能；
    支持各種聲卡及多種專業(yè)音頻編輯卡錄入輸出；
    支持精密的過濾器修復聲音文件；
    支持雙聲道聲音文件合成處理；
    可廣泛用于各種音頻編輯工作站對音頻進行修飾；
MAYAPRO采集卡
    MAYAPRO是一款專業(yè)數碼錄音采集卡，以其清澈音質、工作穩(wěn)定等優(yōu)秀品質和性能深得音樂愛好者所鐘愛，采用DirectWire、音頻編解碼、貼片等先進技術，實現了軟件間無損失音頻數據傳輸；多任務支持，音頻通道可選擇所安裝的任意驅動；音頻左、右通道有效隔離，分別播放輸出不同立體聲音頻，且互不干擾等功能，是院校外語聽力錄音的最佳選擇。
技術指標
    可廣泛用于各種音頻編輯工作站對音頻進行修飾；
    20bit/48kHz的專業(yè)音頻指標
    動態(tài)范圍90 Db
    2路模擬輸入接口
    2路模擬輸出接口
    一個帶有電容話筒供電功能的話筒輸入接口
    SPDIF格式的數字輸出接口（同軸）
    支持DirectWire技術
    驅動程序：革命性的E-WDM驅動程序，兼容Windows95/98/ME/2000/XP，GSIF/ASIO
3、 外設電源智能管理控制單元
    外語聽力系統外設集中控制管理一直是困繞外語聽力系統管理的難題，雖然有些設備能利用單片機定時控制開關，但不能與計算機播出音頻有效銜接實現對外設的智能管理控制，使設備間協同工作而節(jié)省電源。HX-7000電源智能管理控制器是把多媒體播放與外設控制結合的經典之作，實現了數字媒體播放與外設控制管理的有效融合及對外設的集中智能控制管理。
HX-7000多路廣播智能播出控制器
    HX-7000多路廣播智能播出控制器為結合HX-8000數字硬盤多路音頻播出軟件開發(fā)的電源智能控制設備，該設備可通過HX-8000軟件設置的自動播放時間定時開關八路外設電源，又可手動控制各路設備的電源，可廣泛應用于音頻播放無人值守場合。該設備以獨特的設計使多路音頻播放與自動控制外設有機結合，實現了外設電源集中智能控制管理。
功能特點：
    可通過軟件設置的定時播放節(jié)目，智能自動控制外設電源的開啟、關閉；
    可通過軟件設置開啟設備提前時間和關閉設備延時時間量；
    同時可自動控件八路外設電源；
    支持 RS-232、RS-485兩種信號控制；
    可手動開關各路外設電源；
    可通過交流觸發(fā)器控制大功率外設。
4、音頻調制單元
◆FM-1500調頻調制器
（1）概述
    FM-1500微電腦控制數字頻率合成調制器是專為校園、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、社區(qū)商場等場所有線電視系統共纜傳送調頻廣播信號而設計的高品質調制設備。本調制器能將音頻信號調制成立體聲調頻載波信號，通過有線電視共纜系統傳送到終端。
    本調制器頻率穩(wěn)定度高、調制音質佳，帶外抑制度高，完全滿足鄰頻有線電視共纜傳送多點調頻信號的要求。廣泛適用于校園調頻智能廣播、鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣播、小區(qū)調頻廣播、商場背景音樂等系統，傳輸調頻廣播信號。
（2）特點
    采用數字頻率合成技術，載頻率PLL同步鎖相，絕不跑頻；
    可任意預置并記憶頻點，高亮度數碼管同步顯示輸出頻率；
    音頻信號獨具AGC功能，調制度自動控制；
    電平達110DB；
（3）、規(guī)格
    頻率范圍：87-108MHz頻率連續(xù)可調，步進0.1MHz頻率合成
    頻率準確度：  優(yōu)于1.0 * 10-6
    輸出反射損耗：≥16DB
    輸出阻抗： 75?
    音頻輸入電平：-20dBm—4dBm自動AGC控制
    頻率響應：   100MHz—12KHz±5dB
    音頻預加重： 50Us
    信噪比S/N:  ≥60DB
    射頻輸出電平： 115 DBv最大（-20 DB）可調
    電源：      AC220V±10%      50Hz     ≤ 10W 
    工作條件：  溫度0℃-- +40℃     連續(xù)工作
    外型尺寸：  430(W) ×218(D) ×44(H)mm
5、無線寬頻轉發(fā)單元
    HX-3000寬頻無線轉發(fā)器
    HX-3000寬頻無線轉發(fā)器是采用微功率多點蜂窩無線通信的模式，針對大學外語聽力教學多年級、多語種教學要求開發(fā)的外語聽力訓練設備。該設備采用頻分復用、頻率鎖相、載波發(fā)射等先進技術，通過帶通濾波器檢出同軸電纜中下行傳輸的75～85MHz 調頻廣播信號，并對其中的信號進行濾波、線性放大，以使由主控室傳輸的多路外語聽力節(jié)目可以轉換為電磁波并發(fā)射到空中傳輸，學生可以通過收音機、無線耳機自由選擇收聽。該轉發(fā)器具有具有帶外抑制度高、帶內平坦度好、溫度特性穩(wěn)定等特點。工作穩(wěn)定、指標高、音頻清晰，各載波音頻之間不會產生互擾，非常適合大學外語聽力系統的建設和改造。
    性能特點：
    可利用閉路電視線纜同時傳輸多達十路外語聽力節(jié)目，互不干擾；
    將音頻調制到FM調頻載波傳輸，提高系統穩(wěn)定可靠性，抗干擾能力強；
    各音頻信號間隔離度高，穩(wěn)頻性能好，沒有頻漂；
    采用100mw微功率教室寬頻轉發(fā)，不用申請頻率；
    發(fā)射頻率可由主控室捷變頻調節(jié)，完全解除受外界無線頻率干擾困繞。
    技術指標:
    輸入阻抗75Ω
    輸出阻抗50Ω
    增益：46-50dB
    輸入電平范圍：72-83dB
    輸出功率范圍： 10～100mw（當輸入為72～83db時）
    頻率范圍：75-85MHz
    帶外抑制：-50db(75～85MHz)±25MHz
    電源電壓：220V
    重量：0.85Kg
    環(huán)境溫度：0～+50℃
    外形尺寸：166×148×48(長×寬×高)
    校園之星多波段調頻耳機
    產品型號： EDT-2100調頻耳機；
    頻率范圍：70-108MHz（可按客戶要求設置固定頻率）
    規(guī)格：568×543×502MM
    靈敏度：＜20uv
    輸出功率：≥100mw 
八、工程施工及驗收
     一項系統工程的整體質量，不僅取決于設備質量，而且和工程安裝施工質量有密切的關系，只有經過工程培訓、并且持有相關行業(yè)許可證的人員才能進入工程現場，系統工程施工嚴格按照《設計方案》施工圖紙及國家有關標準執(zhí)行。系統技術含量高、專業(yè)化強，公司將派出具有專業(yè)水平的技術人員進行技術指導及施工，同時按照公司技術標準及北京恒星科通科技發(fā)展有限公司質量保證體系嚴格控制工程質量。
    （一）工程施工安裝
    組織人員、了解現場、熟悉圖紙資料，由施工單位和工程人員協同處理，然后設計人員進行設計交底，完成設計工作。現場人員應具備電氣專業(yè)施工、安裝技能與知識，能在各自的工作崗位上保證工程質量，完成各自的任務，同時現場人員要對用戶負責。
管道埋設與管道布線應符合國家現行的《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》及綜合布線的規(guī)定。導線敷設后應用500V的兆歐表測其對地絕緣電阻應不小于20MΩ，探測器的安裝應符合設計圖紙和產品使用安裝說明上的要求。
系統接地：中心室至接地體的工作接地點在過墻處應穿入堅固的保護套管，工作接地與保護接地必須分開。
    （二）工程驗收
    工程施工結束后,北京恒星科通科技發(fā)展有限公司的工程人員與用戶一起對整個系統的性能進行全面測試,并向用戶提交詳細的測試報告。
    為了方便用戶的管理，北京恒星科通科技發(fā)展有限公司將在工程施工結束后，向用戶提供完整的系統文檔，包括：
    設計方案；
    系統竣工圖；
    測試報告；
    系統使用說明書；
    其他有關的設計和施工說明