基于ARM 微處理器的機載語音告警系統設計

　　2.2 音頻及功放單元:

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

　　2.3 電源及其監控單元:

　　機載設備要求能耐受飛機電源的浪涌、沖擊，并能夠在掉電50 ms 內系統仍能正常工作，必須設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計，其電路如圖4 所示。

　　二極管VD1和R2實現了系統的正常供電，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的單向導電性保證儲能電容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 為法拉電容的標稱容量，F；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 為電路的負載電流，A。

　　則有

　　由式（3）推導可得：

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

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

　　圖4 中MAX811 為電源.件，當監控到系統電源低于閾值3 V 時，產生復位信號以確保系統工作正常。