一种多功能录扩音系统的设计方案

0 引言

电力企业安全第一。电力工作中包括调度预令、操作指令、操作步骤、操作汇报、情况汇报等都需要进行电话录音，录音记录能更好地督促相关人员严格遵守安全步骤和劳动纪律，极大地促进了电力安全生产。目前，福建、浙江地区相继开展了电力系统准军事化工作，对电力生产的正规性和安全起到了很好的促进作用。与此同时，检修工作中操作步骤、工作内容、安全措施、分工等都提出了录音要求，但是，传统的录音机、录音笔等因为功能、容量、便利性等不便于工作中的使用。

1 录扩音系统结构

多功能录扩音系统，它主要包括ARM数据处理模块、录音系统、扩音系统。该系统功能适用、便携、操作简单。其中，录音系统用于记录电力检修工作中工作前的工作内容、危险点、安全措施及分工安排等;扩音系统辅助工作负责人对上述工作交底的扩音，特别是在大型检修或人员众多的场合等，促进了电力安全生产，并且具有音频播放功能，可以播放MP3音乐和录好的语言。同时支持声控录音功能：当外界声音太小时自动暂停录音，有声音时自动继续录音，系统结构框图如图1所示。

2 新型录放音系统硬件平台设计

多功能录扩音系统CPU采用32位ARM处理器-AT91SAM9263,录音模块采用性能十分优越的语音芯片，美国ISD公司生产的ISD4004语音芯片，扩音模块则是基于得到广泛应用的TEA2025功放芯片。

2.1 ARM模块

美国ATMEL公司生产的AT91SAM9263型微控制器。该控制器基于ARM9263EJ-S的工业级系统级(System on Chip,SoC)芯片;具有丰富的片上资源和标准接口，以及低功耗、低成本、高性能、支持多种主要的嵌入式操作系统等特点，具有极强的音频处理能力。AT91SAM9263芯片的最小系统的具体接线图如图2所示。

本系统使用有源晶体振荡器X1(18.432MHz)和无源晶振X2(32.768kHz)作为系统的主振荡器和慢时钟振荡器，振荡器产生的系统主时钟和慢时钟基准经过微处理器内部两个PLL(Phase Locked Loop,锁相回路)后，产生系统所需的各种CPU时钟、外设时钟以及USB器件工作时钟。

2.2 录音模块

录音模块是基于ISD4004的录音系统，ISD4004芯片无须A/D转换和压缩就可以直接储存，没有A/D转换误差，具有可多次重复录放、存储时间长、使用时不需扩充存储器、所需外围电路简单，引脚包括电源、时钟、语音信号模拟输入/输出端、与MCU接口(SPI接口)几部分。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中，因此能够非常真实、自然地再现语音。录音模块电路具体接线如图3所示。

该模块受声控和面板控键控制包括开始、暂停及停止录音，同时，在录音过程中，若声音小于设定值，则自动暂停录音，而当声音重新升高后，则自动继续录音。

2.3 扩音系统

扩音模块采用TEA2025功放芯片和音响，输出功率可达4.7W,声音输出清晰洪亮。TEA2025是欧洲生产的双声道功率放大集成电路，该电路具有声道分离度高、电源接通时冲击噪声小、外接元件少，最大电压增益可由外接电阻调节等特点，应用于袖珍式或便携式立体声音响系统中作功率放大。扩音模块电路具体的接线如图4所示 .

MIC信号一路到录音模块进行录音，一路首先进过三极管Q1共射放大。三极管Q1的静态电流在1mA左右，集电极静态电压在3V左右，语音信号经过Q1放大后经C8隔直送入功放TEA2025进行功率放大。扩音模块既接入麦克的信号，同时又受录音系统的控制，可用于记录的录音文件的播放、试听等。

2.4 SD存储模块

利用了微处理器内部集成的SD/MMC卡控制器，在系统中设计了SD/MMC卡接口，使系统可以使用SD/MMC卡对测量数据进程存储，有效地增强了系统的数据存储功能，本卡由6线SD卡接口控制，SD/MMC卡的接口电路如图5所示。