基于ARM 微处理器的机载语音告警系统设计

　　2.2 音频及功放单元:

　　系统采用CS4331 完成数字音频信号的转换，CS4331是完全立体声数字音频转换器， 集成了数字插值、调制、数模转换、低通滤波功能。CS4331 转换后的模拟信号功率经放大后以差分方式输出，如果存在干扰信号，会对差分信号产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的有效输入为零，达到了抗共模干扰的目的，音频转换及功放电路如图3 所示。

　　2.3 电源及其监控单元:

　　机载设备要求能耐受飞机电源的浪涌、冲击，并能够在掉电50 ms 内系统仍能正常工作，必须设计电源滤波和掉电保护模块。采用法拉电容对电源模块做特殊设计，其电路如图4 所示。

　　二极管VD1和R2实现了系统的正常供电，二极管VD2和R1完成储能电容C1的充电， 并能够限制加电瞬间的充电电流。VD1，VD2和VD3的单向导电性保证储能电容C1在飞机电源掉电时，只给本电路板供电。同时电阻R2和电容C2，C3一起用于电源滤波，消除电源浪涌和尖峰。依据电路保持工作所需能量需与法拉电容减少能量相等[4]的原则，可知：

　　式中，C 为法拉电容的标称容量，F；Uwork为电路中的正常工作电压，V；Umin为电路能工作的最低电压，V；T 为电路中要求的保持时间，s；I 为电路的负载电流，A。

　　则有

　　由式（3）推导可得：

　　根据语音告警系统的设计方案和所选用的元器件，系统正常工作所需要的电流约为0.2 A， 系统工作电压为3.3 V，最小工作电压为3 V，要求掉电时间为0.05 s，据此由式（4）可计算出所需要的法拉电容为：

　　按照10 倍的设计余度， 本文选择0.47 F 电容作为储能元件，可实现掉电时间最大为700 ms 的掉电保护，完全满足机载设备的要求。

　　图4 中MAX811 为电源.件，当监控到系统电源低于阈值3 V 时，产生复位信号以确保系统工作正常。