基于ARM 微處理器的機載語音告警系統(tǒng)設(shè)計

　　2.2 音頻及功放單元:

　　系統(tǒng)采用CS4331 完成數(shù)字音頻信號的轉(zhuǎn)換，CS4331是完全立體聲數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換器， 集成了數(shù)字插值、調(diào)制、數(shù)模轉(zhuǎn)換、低通濾波功能。CS4331 轉(zhuǎn)換后的模擬信號功率經(jīng)放大后以差分方式輸出，如果存在干擾信號，會對差分信號產(chǎn)生相同的干擾，通過二者之差，干擾信號的有效輸入為零，達(dá)到了抗共模干擾的目的，音頻轉(zhuǎn)換及功放電路如圖3 所示。

　　2.3 電源及其監(jiān)控單元:

　　機載設(shè)備要求能耐受飛機電源的浪涌、沖擊，并能夠在掉電50 ms 內(nèi)系統(tǒng)仍能正常工作，必須設(shè)計電源濾波和掉電保護模塊。采用法拉電容對電源模塊做特殊設(shè)計，其電路如圖4 所示。

　　二極管VD1和R2實現(xiàn)了系統(tǒng)的正常供電，二極管VD2和R1完成儲能電容C1的充電， 并能夠限制加電瞬間的充電電流。VD1，VD2和VD3的單向?qū)щ娦员ＷC儲能電容C1在飛機電源掉電時，只給本電路板供電。同時電阻R2和電容C2，C3一起用于電源濾波，消除電源浪涌和尖峰。依據(jù)電路保持工作所需能量需與法拉電容減少能量相等[4]的原則，可知：

　　式中，C 為法拉電容的標(biāo)稱容量，F(xiàn)；Uwork為電路中的正常工作電壓，V；Umin為電路能工作的最低電壓，V；T 為電路中要求的保持時間，s；I 為電路的負(fù)載電流，A。

　　則有

　　由式（3）推導(dǎo)可得：

　　根據(jù)語音告警系統(tǒng)的設(shè)計方案和所選用的元器件，系統(tǒng)正常工作所需要的電流約為0.2 A， 系統(tǒng)工作電壓為3.3 V，最小工作電壓為3 V，要求掉電時間為0.05 s，據(jù)此由式（4）可計算出所需要的法拉電容為：

　　按照10 倍的設(shè)計余度， 本文選擇0.47 F 電容作為儲能元件，可實現(xiàn)掉電時間最大為700 ms 的掉電保護，完全滿足機載設(shè)備的要求。

　　圖4 中MAX811 為電源.件，當(dāng)監(jiān)控到系統(tǒng)電源低于閾值3 V 時，產(chǎn)生復(fù)位信號以確保系統(tǒng)工作正常。