电话网络报警系统连接器电路设计详解

　　电话网络报警以其快捷有效的优点得到普遍的应用。已逐步成为计算机的主流接口的通用串行总线USB很好地适应了现代计算机多媒体功能的拓展。目前通用的报警平台的接口是采用PCI卡价格贵，且不能即插即用。采用USB接口代替PCI卡，不仅降低了成本，而且可以提高管理平台的易用性和可维护性。本文在VC++下实现的小区报警管理平台的主要功能为：接收从用户报警系统通过电话网络传输来的报警信息，再将报警信息通过USB接口传入监控主机，与预先存入ADO（AcTIvex Data Objects）数据库的用户信息进行查找，确定具体用户信息，以便及时对小区内警情进行处理。系统主要由接收报警信息预处理电路与PC机组成（如图 1）。报警信息接收预处理电路通过接收电话网络传来的报警信息，并将报警信息格式化，再通过USB接口将信息传送给PC机。PC机接收传送回来的格式化信息，进行信息分析和差错处理，确认格式正确后再与数据库（ADO）中的用户数据进行比对，将报警用户的信息通过报警对话框弹出显示。

　　图1 系统结构框图

　　系统硬件

　　前端电路主要由HT9032（FSK解调电路）、单片机AT89C81、模拟摘挂机电路、线路异常监测电路和EZ-USB FX2（CY7C68013）（USB接口电路）组成，见图2。HT9032是一种FSK解码芯片，引脚及功能与Freescale公司的 MC145447及EMC公司的EM92547A相兼容。图3为其外围电路以及与单片机的连接。

　　图2 系统的前端电路

　　图3 HT9032的电路连接图

　　电话线上的直流和交流电压都高于报警主机的电压，需要在接口处加光耦，将程控交换机和报警器的电源隔离。要避免户外断线或户外非法并机，并且报警器没有摘机的情况下才报警。出现异常，光耦导通，集电极输出低电平给单片机，进行异常报警中断处理。用PNP的三极管控制继电器常开端的吸合和打开。当单片机发出摘机信号时，给三极管的基极低电平，三极管导通，继电器闭合，电话线两端的电阻降至300 nΩ左右，从而实现模拟摘机。当单片机发出挂机信号时，给三极管的基极高电平，三极管截止，继电器常开端打开，电阻上升至无穷，从而实现模拟挂机。

　　介绍一下音频处理模块，ADSP-21369具有很强的音频处理能力，使用音频编码解码器AD1835A进行音频信号的处理，先简单叙述一下整个音频模块输入模拟音频信号，并输出模拟音频信号的处理过程，模拟音频信号从接头ADC输入，经过处理后供给AD1835A的 ADC输入ADCLN，ADCLP，ADCRN和ADCRP，然后在AD1835A内进行AD转换，并将转换后的数据由AD1835A的串口数据输出ASDATA交给DSP处理，经过DSP处理后的数据再通过AD1835A的DAC数据输入 DSDATA1，DSDATA2，DSDATA3，DSDATA4进行DA转换，最后通过AD1835A的DAC输出 OUTRP4，OUTRN4，OUTLP4，OUTLN4，并将其经过滤波电路处理给音频的线路输出DAC4和耳机输出DACHEAD。

　　DSP处理器和AD1835A芯片的连接电路

　　DSP处理器通过DAI接口和AD1835A芯片相连。音频芯片的内部配置寄存器是通过处理器的SPI口来完成的。DPI4引脚被用来做为设备的片选，DAI引脚可以被配置成以时分复用（TDM）模式或者2线接口模式（TWI）从AD1835A传输串行数据。此外，我们只设计用到一路DAC4音频输出。如图1所示。

　　图1 AD1835A和DSP的连接电路图

　　AD1835A时钟电路

　　AD1835A的主输入时钟（MCLK）可以由板上12.288Mhz的晶振产生，或者由DSP处理器上的DAI引脚提供，并通过开关SW3的1，2引脚位置配置。用DAI引脚产生晶振，允许多重器件同步，例如当数据来自索尼飞利浦数字接口（S/PDIF）接收器的时候，可以通过音频芯片输出。此时，S /PDIF的MCLK来自于AD1835A的MCLK。

　　开关的第三个位置决定了主从模式的选择。当开关的3和6相连时，即开关闭合的状态，MASTER_SLAVE为低，主模式，AD1835的串行接口来提供帧同步和时钟信号；3和6断开时，即开关关闭的状态，MASTER_SLAVE为高，从模式，DSP处理器需要提供帧同步和时钟信号，默认开关为闭合状态。

　　图2 AD1835A时钟电路图

　　ADC输入电路

　　ADC输入电路部分，主要采用AD8606搭建成T型滤波电路，前端电路是音频信号输入，后端是经过处理的平衡输出音频信号，AD8606是双路轨到轨输入和输出、单电源放大器，具有极低失调电压、低输入电压和电流噪声以及宽信号带宽等特性。由于AD8606是单电源，因此要提供参考电压 AUDIO_VREF_ADC使两端平衡输出ADCLN和ADCLP都以参考电压为中心，我们使用RCA接口ADCL和ADCR被用来输入模拟信号，左声道ADC输入电路如图3所示，右声道电路和此部分电路相近。

　　图3 ADC输入电路图

　　DAC输出电路

　　考虑到DAC音频输出包括线路输出和耳机输出，并且国际上有个标准，要求线路输出阻抗最好是一定的数值，以便和功放、有源音箱、耳放的输入阻抗相配，因为这样的声音失真最小并且音质最好，而耳机的阻抗一般是几十或几百欧姆，耳机所需要的电流、电压也比功放、有源音箱、耳放所需要的大，因为需要足够的电压和电流把它推动起来，就需要输出设备有较小的输出阻抗，较大的输出电压、电流和它配合。所以需要两个接口，两个不同的电路，使输出满足各自不同要求的电路指标。DAC线路输出采用AD8606搭建成低通平滑滤波电路，同样的，由于AD8606是单电源，因此要提供参考电压AUDIO_VREF_DAC使两端平衡输出ADCLN和ADCLP都以参考电压为中心，DAC左声道输出电路如图4所示，右声道输出电路和此类似，详见附录。输出通道和RCA接口DACL 和DACR相连。

　　图4 DAC输出电路图

　　耳机输出电路通过AD8532搭建成同相跟随器电路，AD8532是单电源低功耗双路轨到轨输入和输出放大器，输出电流为250mA，如图5所示。音频芯片的通道4和耳机接口DACHEAD相连。

　　图5 DAC耳机输出电路图

　　根据编码方式的不同，音频编码技术分为三种：波形编码、参数编码和混合编码。一般来说，波形编码的话音质量高，但编码速率也很高；参数编码的编码速率很低，产生的合成语音的音质不高；混合编码使用参数编码技术和波形编码技术，编码速率和音质介于它们之间。