一種多功能錄擴音系統的設計方案

0 引言

電力企業(yè)安全第一。電力工作中包括調度預令、操作指令、操作步驟、操作匯報、情況匯報等都需要進(jìn)行電話(huà)錄音，錄音記錄能更好地督促相關(guān)人員嚴格遵守安全步驟和勞動(dòng)紀律，極大地促進(jìn)了電力安全生產(chǎn)。目前，福建、浙江地區相繼開(kāi)展了電力系統準軍事化工作，對電力生產(chǎn)的正規性和安全起到了很好的促進(jìn)作用。與此同時(shí)，檢修工作中操作步驟、工作內容、安全措施、分工等都提出了錄音要求，但是，傳統的錄音機、錄音筆等因為功能、容量、便利性等不便于工作中的使用。

1 錄擴音系統結構

多功能錄擴音系統，它主要包括ARM數據處理模塊、錄音系統、擴音系統。該系統功能適用、便攜、操作簡(jiǎn)單。其中，錄音系統用于記錄電力檢修工作中工作前的工作內容、危險點(diǎn)、安全措施及分工安排等;擴音系統輔助工作負責人對上述工作交底的擴音，特別是在大型檢修或人員眾多的場(chǎng)合等，促進(jìn)了電力安全生產(chǎn)，并且具有音頻播放功能，可以播放MP3音樂(lè )和錄好的語(yǔ)言。同時(shí)支持聲控錄音功能：當外界聲音太小時(shí)自動(dòng)暫停錄音，有聲音時(shí)自動(dòng)繼續錄音，系統結構框圖如圖1所示。

2 新型錄放音系統硬件平臺設計

多功能錄擴音系統CPU采用32位ARM處理器-AT91SAM9263,錄音模塊采用性能十分優(yōu)越的語(yǔ)音芯片，美國ISD公司生產(chǎn)的ISD4004語(yǔ)音芯片，擴音模塊則是基于得到廣泛應用的TEA2025功放芯片。

2.1 ARM模塊

美國ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9263型微控制器。該控制器基于A(yíng)RM9263EJ-S的工業(yè)級系統級(System on Chip,SoC)芯片;具有豐富的片上資源和標準接口，以及低功耗、低成本、高性能、支持多種主要的嵌入式操作系統等特點(diǎn)，具有極強的音頻處理能力。AT91SAM9263芯片的最小系統的具體接線(xiàn)圖如圖2所示。

本系統使用有源晶體振蕩器X1(18.432MHz)和無(wú)源晶振X2(32.768kHz)作為系統的主振蕩器和慢時(shí)鐘振蕩器，振蕩器產(chǎn)生的系統主時(shí)鐘和慢時(shí)鐘基準經(jīng)過(guò)微處理器內部?jì)蓚€(gè)PLL(Phase Locked Loop,鎖相回路)后，產(chǎn)生系統所需的各種CPU時(shí)鐘、外設時(shí)鐘以及USB器件工作時(shí)鐘。

2.2 錄音模塊

錄音模塊是基于ISD4004的錄音系統，ISD4004芯片無(wú)須A/D轉換和壓縮就可以直接儲存，沒(méi)有A/D轉換誤差，具有可多次重復錄放、存儲時(shí)間長(cháng)、使用時(shí)不需擴充存儲器、所需外圍電路簡(jiǎn)單，引腳包括電源、時(shí)鐘、語(yǔ)音信號模擬輸入/輸出端、與MCU接口(SPI接口)幾部分。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術(shù)，每個(gè)采樣值直接存貯在片內閃爍存貯器中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現語(yǔ)音。錄音模塊電路具體接線(xiàn)如圖3所示。

該模塊受聲控和面板控鍵控制包括開(kāi)始、暫停及停止錄音，同時(shí)，在錄音過(guò)程中，若聲音小于設定值，則自動(dòng)暫停錄音，而當聲音重新升高后，則自動(dòng)繼續錄音。

2.3 擴音系統

擴音模塊采用TEA2025功放芯片和音響，輸出功率可達4.7W,聲音輸出清晰洪亮。TEA2025是歐洲生產(chǎn)的雙聲道功率放大集成電路，該電路具有聲道分離度高、電源接通時(shí)沖擊噪聲小、外接元件少，最大電壓增益可由外接電阻調節等特點(diǎn)，應用于袖珍式或便攜式立體聲音響系統中作功率放大。擴音模塊電路具體的接線(xiàn)如圖4所示 .

MIC信號一路到錄音模塊進(jìn)行錄音，一路首先進(jìn)過(guò)三極管Q1共射放大。三極管Q1的靜態(tài)電流在1mA左右，集電極靜態(tài)電壓在3V左右，語(yǔ)音信號經(jīng)過(guò)Q1放大后經(jīng)C8隔直送入功放TEA2025進(jìn)行功率放大。擴音模塊既接入麥克的信號，同時(shí)又受錄音系統的控制，可用于記錄的錄音文件的播放、試聽(tīng)等。

2.4 SD存儲模塊

利用了微處理器內部集成的SD/MMC卡控制器，在系統中設計了SD/MMC卡接口，使系統可以使用SD/MMC卡對測量數據進(jìn)程存儲，有效地增強了系統的數據存儲功能，本卡由6線(xiàn)SD卡接口控制，SD/MMC卡的接口電路如圖5所示。