基于ZYNQ的高保真电台音频采集设备的制作方法

本实用新型涉及音频技术领域，尤其涉及基于zynq的高保真电台音频采集设备。

背景技术：

目前市面上的音频采集设备大多为民用产品，针对军用电台的采集设备较少，普通音频采集设备无法应用于军用电台复杂的电磁环境，信号拥有丰富的频域分量，缺少对采集到的信号进行数字处理。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供基于zynq的高保真电台音频采集设备，包括采样前端滤波处理电路、模数转换单元、fpga模块、emmc芯片、数模转换单元与滤波输出单元；所述采样前端滤波处理电路用于对采样的音频信号进行滤波处理；所述采样前端滤波处理电路输出端通过模数转换单元与fpga模块相连；所述fpga模块与emmc芯片相连；所述fpga模块通过数模转换单元与滤波输出单元相连；所述滤波输出单元用于滤波输出模数转换单元输出的音频信号。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型音频采集设备具有较高的采样率和数据处理性能，采用能够在复杂的环境下，对电台发射的音频信号进行高保真采集、处理和存储，适用于军用复杂的电台电磁环境。

附图说明

图1是本实用新型的原理图；

图2是音频平衡电路；

图3是音频放大电路；

图4是滤波输出单元。

图中：u1-音频平衡线路驱动器；u2-第一音频放大芯片；u3-第二音频放大芯片；u4-第三音频放大芯片；r1-第一电阻；r2-第二电阻；r3-第三电阻；r4-第四电阻；r5-第五电阻；r6-第六电阻；r7-第七电阻；r8-第八电阻；r9-第九电阻；r10-第十电阻；r11-第十一电阻；r12-第十二电阻；r13-第十三电阻；r14-第十四电阻；r15-第十五电阻；r16-第十六电阻；c1-第一电容；c2-第二电容；c3-第三电容；c4-第四电容；c5-第五电容；c6-第六电容；c7-第七电容；c8-第八电容；c9-第九电容；c10-第十电容；c11-第十一电容。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如附图1所示，本实用新型基于zynq的高保真电台音频采集设备，包括采样前端滤波处理电路、模数转换单元、fpga模块、emmc芯片、数模转换单元与滤波输出单元；所述采样前端滤波处理电路用于对采样的音频信号进行滤波处理；所述采样前端滤波处理电路输出端通过模数转换单元与fpga模块相连；所述fpga模块与emmc芯片相连；所述fpga模块通过数模转换单元与滤波输出单元相连；所述滤波输出单元用于滤波输出模数转换单元输出的音频信号。

具体的，所述采样前端滤波处理电路包括音频平衡电路与音频放大电路；所述音频平衡电路通过音频放大电路与模数转换单元输入端相连。

具体的，如附图2所示，所述音频平衡电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容与音频平衡线路驱动器；所述第一电阻第一端用于音频信号输入；所述第一电阻第二端接接第二电阻第一端、第一电容第一端、第二电容第一端；所述第二电阻第二端、第一电容第二端接地；所述第二电容通过第三电阻接音频平衡线路驱动器输入端；所述音频平衡线路驱动器第一输出端通过第二电容接音频平衡电路第一输出端；所述音频平衡线路驱动器第二输出端通过第三电容接音频平衡电路第二输出端。

具体的，如附图3所示，所述音频放大电路包括第一音频放大芯片、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第四电容、第五电容与第六电容；所述第四电阻第一端、第五电阻第一端分别与音频平衡电路输出端相连；所述第四电阻第二端接第六电阻第一端、第四电容第一端、第一音频放大芯片第一输入端；所述第五电阻第二端接第七电阻第一端、第五电容第一端、第一音频放大芯片第二输入端；所述第一音频放大芯片第一输出端接第八电阻第一端、第四电容第二端；所述第一音频放大芯片第二输入端接第九电阻第一端、第五电容第二端；所述第八电阻第二端接第六电容第二端、第十电阻第一端；所述第九电阻第二端接第七电阻第二端、第十一电阻第一端；所述第十电阻第二端接第六电容第一端、音频放大电路第一输出端；所述第十一电阻第二端接第六电容第二端、音频放大电路第二输出端。

具体的，如附图4所示，所述滤波输出单元包括滤波放大电路与均衡器电路；所述均衡器电路包括均衡器；所述滤波放大电路包括第二音频放大芯片、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻与第三音频放大芯片；所述滤波输出单元第一输入端与第二音频放大芯片第一输入端、第十二电阻第一端、第七电容第一端相连；所述滤波输出单元第二输入端与第二音频放大芯片第二输入端、第十三电阻第一端、第八电容第一端相连；所述第二音频放大芯片第一输出端接第十二电阻第二端、第七电容第二端、第九电容第一端；所述第二音频放大芯片第二输出端接第十三电阻第二端、第八电容第二端、第十电容第一端；所述第九电容第二端通过第十四电阻接第三音频放大芯片第一输入端；所述第十电容通过第十五电阻接第三音频放大芯片第二输入端、第十六电阻第一端、第十一电容第一端；所述第三音频放大芯片输出端接第十六电阻第二端、第十一电容第二端、均衡器输入端。

具体的，音频平衡线路驱动器采用drv135ua；模数转换单元采用pcm422pfb芯片，该芯片为双通道、24位，采样率为216khz；fpga模块采用zynq模块，具有较高的数据处理性能。

由于电台信号输入电压幅度较高，频谱丰富，因此在ad采样前对信号进行缩放和滤波处理，音频信号经过fpga模块处理后，将数字信号经过数模转换芯片将电流信号转换为电压信号，传给低噪声的音频放大芯片，根据电台所需的信号幅度进行缩放处理。均衡器用于匹配输入阻抗。

本实用新型音频采集设备具有较高的采样率和数据处理性能，采用能够在复杂的环境下，对电台发射的音频信号进行高保真采集、处理和存储，适用于军用复杂的电台电磁环境。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.基于zynq的高保真电台音频采集设备，其特征在于，包括采样前端滤波处理电路、模数转换单元、fpga模块、emmc芯片、数模转换单元与滤波输出单元；所述采样前端滤波处理电路用于对采样的音频信号进行滤波处理；所述采样前端滤波处理电路输出端通过模数转换单元与fpga模块相连；所述fpga模块与emmc芯片相连；所述fpga模块通过数模转换单元与滤波输出单元相连；所述滤波输出单元用于滤波输出模数转换单元输出的音频信号。

2.根据权利要求1所述基于zynq的高保真电台音频采集设备，其特征在于，所述采样前端滤波处理电路包括音频平衡电路与音频放大电路；所述音频平衡电路通过音频放大电路与模数转换单元输入端相连。

3.根据权利要求2所述基于zynq的高保真电台音频采集设备，其特征在于，所述音频平衡电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容与音频平衡线路驱动器；所述第一电阻第一端用于音频信号输入；所述第一电阻第二端接接第二电阻第一端、第一电容第一端、第二电容第一端；所述第二电阻第二端、第一电容第二端接地；所述第二电容通过第三电阻接音频平衡线路驱动器输入端；所述音频平衡线路驱动器第一输出端通过第二电容接音频平衡电路第一输出端；所述音频平衡线路驱动器第二输出端通过第三电容接音频平衡电路第二输出端。

4.根据权利要求2所述基于zynq的高保真电台音频采集设备，其特征在于，所述音频放大电路包括第一音频放大芯片、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第四电容、第五电容与第六电容；所述第四电阻第一端、第五电阻第一端分别与音频平衡电路输出端相连；所述第四电阻第二端接第六电阻第一端、第四电容第一端、第一音频放大芯片第一输入端；所述第五电阻第二端接第七电阻第一端、第五电容第一端、第一音频放大芯片第二输入端；所述第一音频放大芯片第一输出端接第八电阻第一端、第四电容第二端；所述第一音频放大芯片第二输入端接第九电阻第一端、第五电容第二端；所述第八电阻第二端接第六电容第二端、第十电阻第一端；所述第九电阻第二端接第七电阻第二端、第十一电阻第一端；所述第十电阻第二端接第六电容第一端、音频放大电路第一输出端；所述第十一电阻第二端接第六电容第二端、音频放大电路第二输出端。

5.根据权利要求1所述基于zynq的高保真电台音频采集设备，其特征在于，所述滤波输出单元包括滤波放大电路与均衡器电路；所述均衡器电路包括均衡器；所述滤波放大电路包括第二音频放大芯片、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻与第三音频放大芯片；所述滤波输出单元第一输入端与第二音频放大芯片第一输入端、第十二电阻第一端、第七电容第一端相连；所述滤波输出单元第二输入端与第二音频放大芯片第二输入端、第十三电阻第一端、第八电容第一端相连；所述第二音频放大芯片第一输出端接第十二电阻第二端、第七电容第二端、第九电容第一端；所述第二音频放大芯片第二输出端接第十三电阻第二端、第八电容第二端、第十电容第一端；所述第九电容第二端通过第十四电阻接第三音频放大芯片第一输入端；所述第十电容通过第十五电阻接第三音频放大芯片第二输入端、第十六电阻第一端、第十一电容第一端；所述第三音频放大芯片输出端接第十六电阻第二端、第十一电容第二端、均衡器输入端。

技术总结
本实用新型公开了基于ZYNQ的高保真电台音频采集设备，包括采样前端滤波处理电路、模数转换单元、FPGA模块、EMMC芯片、数模转换单元与滤波输出单元。本实用新型音频采集设备具有较高的采样率和数据处理性能，采用能够在复杂的环境下，对电台发射的音频信号进行高保真采集、处理和存储，适用于军用复杂的电台电磁环境。

技术研发人员：曾健
受保护的技术使用者：四川盈腾瑞德科技股份有限公司
技术研发日：2020.06.22
技术公布日：2020.12.08