专利名称：航行数据记录仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种航行数据记录仪，尤其是一种可多路声音采集、具有较好信噪比，可正确区分话音及环境声音的航行数据记录仪。
背景技术：
航行数据记录仪即船舶用“黑匣子”，同飞机用“黑匣子”一样，可记录船舶航行中的各种数据，用以对事故原因等进行分析、判断。目前，公知的航行数据记录仪只设置一路信号采集电路，信噪比低，当人话音与环境声音相混记录在声音存储器时，很难分辨出人的声音；如果说话声音微弱，就更听不出话音内容，影响事故原因的正确评判。
发明内容
本实用新型是为了解决现有技术所存在的信噪比低，难以分辨话音的技术问题，提供一种可多路声音采集、具有较好信噪比，可正确区分话音及环境声音的航行数据记录仪。
本发明的技术解决方案是一种航行数据记录仪，设有多路声音采集电路，多路声音采集电路的输出经混频滤波电路、增益放大电路、A/D转换电路与压缩分析电路相接，与压缩分析电路相接有flash存储器及逻辑控制器，压缩分析电路的输出及逻辑控制器与单片机相接，与单片机相接有数据收发器。
所述的混频滤波电路设有带通滤波器U3，与带通滤波器U3的输入端相接有相并联的电容C1、电阻R7及电阻R8，带通滤波器U3的输出端接有相串联的电阻R9、R10。
所述的增益放大器设有自动增益控制器U4，自动增益控制器U4的正输入端接地，负输入端与电阻R22相接，与自动增益控制器U4的2脚相接有电阻R25、R26，自动增益控制器U4的输出端通过电阻R56与运算放大器U2D的负输入端相接，运算放大器U2D的正输入端接地，运算放大器U2D的负输入端与输出端之间接有电阻R57，与电阻R57还相接有电阻R19及与电阻R19相接的并联的电阻R18、电容C2；自动增益控制器U4的输出端还通过电容C17、电阻R29与运算放大器U2A的负输入端相接，运算放大器U2A的正输入端与电容C18、电阻R28及电阻R30相接，运算放大器U2A的负输入端与输出端之间接有二极管D2、电阻R17，二极管D2与电阻R17之间接有二极管D3，与二极管D3相接有电阻R31、电容E7，电阻R31与电容E7的相接点与运算放大器U2A的正输入端相接。
所述的压缩分析电路设有数字信号处理器U6，与数字信号处理器U6相接有晶振元件X3及电容C22、C23；与数字信号处理器U6还相接有电阻R17、R18、端子排J5及电阻排RP2。
所述的数据收发器设有总线收发器U7，总线收发器U7的RXD端通过电阻R4与光藕O1相接，与光藕O1的输入端相接有电阻R3，总线收发器U7的TXD端通过电阻R8与光藕O2相接，与光藕O2的输入端相接有电阻R5。
本实用新型设置了多路声音采集电路，可对采集到的声音信号进行混频滤波、增益放大、模数转换，然后再根据编制好的算法对数字信号压缩和分析，准确地区分出人的说话声音(250～6KHz弦波)与环境声音(250～6KHz弦波之外频率或非弦波)，并将此信息和声音数据发至CPU，经CPU格式转换后进行记录。具有较好的信噪比，可清楚地分辨出人的说话声音与环境声音，有利于对事故原因进行分析，得出正确的判断结果。
图1为本实用新型实施例的电路原理框图。
图2为本实用新型实施例多路声音采集电路、混频滤波电路、增益放大电路的具体线路图。
图3为本实用新型实施例A/D转换电路具体线路图。
图4为本实用新型实施例压缩分析电路具体线路图。
图5为本实用新型实施例flash存储器的具体线路图。
图6为本实用新型实施例逻辑控制器的具体线路图。
图7为本实用新型实施例单片机、数据收发器的具体线路图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。如图1所示一种航行数据记录仪，设有多路声音采集电路，多路声音采集电路的输出经混频滤波电路、增益放大电路、A/D转换电路与压缩分析电路相接，与压缩分析电路相接有flash存储器及逻辑控制器，压缩分析电路的输出及逻辑控制器与单片机相接，与单片机相接有数据收发器。
多路声音采集电路、混频滤波电路及增益放大电路如图2所示多路声音采集电路设有三路，第一路设有放大器U1A(LM837MX)，放大器U1A的正输入端接地，负输入端与相串联的电阻R3、电容E1、电阻R1相接，电容E1与电阻R1的连接点与拾音器MICIN0相接，放大器U1A的负输入端与输出端之间接有电阻R5；第二路设有放大器U1B(LM837MX)，放大器U1B的正输入端接地，负输入端与相串联的电阻R4、电容E2、电阻R2相接，电容E2与电阻R2的连接点与拾音器MICIN1相接，放大器U1B的负输入端与输出端之间接有电阻R6；第三路设有放大器U1C(LM837MX)，放大器U1C的正输入端接地，负输入端与相串联的电阻R14、电容E3、电阻R13相接，电容E3与电阻R13的连接点与拾音器MICIN2相接，放大器U1C的负输入端与输出端之间接有电阻R15。三路声音采集电路的输出端MICOUT0、MICOUT1、MICOUT2通过电阻排RP1与混频滤波电路相接。
混频滤波电路设有带通滤波器U3(UAF42)，与带通滤波器U3的输入端相接有相并联的电容C1、电阻R7及电阻R8，带通滤波器U3的输出端14脚接有相串联的电阻R9、R10。混频滤波电路通过14脚与增益放大电路相接。
增益放大器设有自动增益控制器U4(AD603)，自动增益控制器U4的正输入端接地，负输入端与电阻R22相接，与自动增益控制器U4的2脚相接有电阻R25、R26，自动增益控制器U4的输出端通过电阻R56与运算放大器U2D的负输入端相接，运算放大器U2D的正输入端接地，运算放大器U2D的负输入端与输出端之间接有电阻R57，与电阻R57还相接有电阻R19及与电阻R19相接的并联的电阻R18、电容C2；自动增益控制器U4的输出端还通过电容C17、电阻R29与运算放大器U2A的负输入端相接，运算放大器U2A的正输入端与电容C18、电阻R28及电阻R30相接，运算放大器U2A的负输入端与输出端之间接有二极管D2、电阻R17，二极管D2与电阻R17之间接有二极管D3，与二极管D3相接有电阻R31、电容E7，电阻R31与电容E7的相接点与运算放大器U2A的正输入端相接。输出端分别为MIC+、MIC-，与A/D转换电路相接。
A/D转换电路可如图3所示，设有A/D转换器U10(AD7712)，A/D转换器U10的输入端MIC+通过电容E12、电阻R61与5脚相接，A/D转换器U10的另一输入端MIC-通过电容E13、电阻R60与6脚相接，与5脚、6脚还分别接有电容C30、C31，电容E12与电阻R61的接点通过电阻R55与7脚相接，电容E13与电阻R60的接点通过电阻R52与7脚相接，与A/D转换器U10还相接有电容E18、E29、C15及晶振元件X1。A/D转换器U10的输出端为DIN、FS、SCLK、DOUT、R3，输出端与压缩分析电路相对应的输入端相接。
压缩分析电路如图4所示设有数字信号处理器U6(TMS320VC5410)，与数字信号处理器U6相接有晶振元件X3及电容C22、C23；与数字信号处理器U6还相接有电阻R17、R18、端子排J5及电阻排RP2。数字信号处理器U6的地址总线AA(0，15)与数据总线与DA(0，15)与图5所示的flash存储器U11(20LV010)相接，数字信号处理器U6的DS、IS、R/W、MSTRB及I0STRB端与图6所示的逻辑控制器U5(EPM7064)相接，与逻辑控制器U5(EPM7064)相接有端子J2，逻辑控制器U5的RS0、RS1与图7所示的单片机U8(AT89C2051)相接。数字信号处理器U6的ALE、AD(0，15)、HINT、RD、WR端均与单片机U8(AT89C2051)相接。
与单片机U8相接有晶振元件X1、电容C35、C36、E1及电平转换器(RXD、TXD端)，单片机U8的21、20脚接图7所示的数据收发器。
数据收发器设有总线收发器U7，总线收发器U7的RXD端通过电阻R4与光藕O1相接，与光藕O1的输入端相接有电阻R3，总线收发器U7的TXD端通过电阻R8与光藕O2相接，与光藕O2的输入端相接有电阻R5。通过CANL、CANH端输出至声音记录装置。
整个电路由电源模块等电源电路提供工作电压。
电路工作原理从拾音器传来的三路非常弱的声音信号，声音信号经过放大器U1放大后，通过混频，进入带通滤波器UAF42滤波，滤掉电路中的干扰信号，再由自动增益控制器AD603进行增益控制，以保持较好的信噪比。经过采集、混频、滤波后的模拟信号，必须由AD7712进行模数转换，DSP(TMS320VC5410)通过在flash存储器及逻辑控制器中编制好的算法对数字信号压缩和分析，并准确地区分出人的说话声音(一般为250Hz-6KHz弦波)与环境声音(250Hz-6KHz弦波之外频率或非弦波)，然后将此信号和声音数据发往CPU。采集到的声音数据和有无人说话的信息在CPU(AT89C2051)进行格式转换后，发给航行数据记录仪主控制器进行记录。
权利要求1.一种航行数据记录仪，其特征在于设有多路声音采集电路，多路声音采集电路的输出经混频滤波电路、增益放大电路、A/D转换电路与压缩分析电路相接，与压缩分析电路相接有flash存储器及逻辑控制器，压缩分析电路的输出及逻辑控制器与单片机相接，与单片机相接有数据收发器。
2.根据要求1所述的航行数据记录仪，其特征在于所述的混频滤波电路设有带通滤波器U3，与带通滤波器U3的输入端相接有相并联的电容C1、电阻R7及电阻R8，带通滤波器U3的输出端接有相串联的电阻R9、R10。
3.根据权利要求1或2所述的航行数据记录仪，其特征在于所述的增益放大器设有自动增益控制器U4，自动增益控制器U4的正输入端接地，负输入端与电阻R22相接，与自动增益控制器U4的2脚相接有电阻R25、R26，自动增益控制器U4的输出端通过电阻R56与运算放大器U2D的负输入端相接，运算放大器U2D的正输入端接地，运算放大器U2D的负输入端与输出端之间接有电阻R57，与电阻R57还相接有电阻R19及与电阻R19相接的并联的电阻R18、电容C2；自动增益控制器U4的输出端还通过电容C17、电阻R29与运算放大器U2A的负输入端相接，运算放大器U2A的正输入端与电容C18、电阻R28及电阻R30相接，运算放大器U2A的负输入端与输出端之间接有二极管D2、电阻R17，二极管D2与电阻R17之间接有二极管D3，与二极管D3相接有电阻R31、电容E7，电阻R31与电容E7的相接点与运算放大器U2A的正输入端相接。
4.根据权利要求3所述的航行数据记录仪，其特征在于所述的压缩分析电路设有数字信号处理器U6，与数字信号处理器U6相接有晶振元件X3及电容C22、C23；与数字信号处理器U6还相接有电阻R17、R18、端子排J5及电阻排RP2。
5.根据权利要求4所述的航行数据记录仪，其特征在于所述的数据收发器设有总线收发器U7，总线收发器U7的RXD端通过电阻R4与光藕O1相接，与光藕O1的输入端相接有电阻R3，总线收发器U7的TXD端通过电阻R8与光藕O2相接，与光藕O2的输入端相接有电阻R5。
专利摘要本实用新型涉及一种航行数据记录仪，设有多路声音采集电路，多路声音采集电路的输出经混频滤波电路、增益放大电路、A/D转换电路与压缩分析电路相接，与压缩分析电路相接有flash存储器及逻辑控制器，压缩分析电路的输出及逻辑控制器与单片机相接，与单片机相接有数据收发器。可对采集到的声音信号进行混频滤波、增益放大、模数转换，然后再根据编制好的算法对数字信号压缩和分析，准确地区分出人的说话声音(250～6KHz弦波)与环境声音(250～6KHz弦波之外频率或非弦波)，并将此信息和声音数据发至CPU，经CPU格式转换后进行记录。具有较好的信噪比，可清楚地分辨出人的说话声音与环境声音，有利于对事故原因进行分析，得出正确的判断结果。
文档编号G01D9/28GK2888592SQ20062009028
公开日2007年4月11日 申请日期2006年4月5日 优先权日2006年4月5日
发明者李伟 申请人:大连锦达数据技术发展有限公司