[发明专利]机载告警语音输出装置

说明书

本发明公开了一种机载告警语音输出装置，包含FPGA芯片、语音解码电路、运算放大电路，FPGA芯片用于通过I2C总线完成对语音芯片相关控制寄存器的初始化配置，使输出的直流分压与语音正常播放时直流电压分量相等，以及从语音文件中提取语音数据通过I2S总线传输到语音解码电路；语音解码电路包含语音芯片和外围电路，用于对语音数据进行解码、D/A转换后输出单端模拟信号给运算放大电路；运算放大电路对模拟信号经运算放大电路带通滤波、增益调节、功率放大输出后输出差分模拟信号。本发明消除了噪声及失真，确保语音清晰、高品质。

技术领域

本发明涉及航空电子产品语音告警系统技术领域，应用该技术可实现高品质机载告警语音输出；仅需一个告警语音输出装置可以满足机通或音频控制盒对多条语音幅值与负载的同一要求。

背景技术

在航空电子产品的语音告警系统技术领域，传统机载告警语音输出装置存在背景噪声大、语音播放瞬间或播放过程中出现尖锐噪声、语音失真等问题；为了满足不同语音输出幅度与负载的同一要求，传统机载告警语音输出设计针对每条语音设计一个告警语音输出电路。本技术专利即描述了实现高品质机载告警语音输出设计方法，告警语音清晰、无噪声、无失真，满足机载告警语音高品质的需求；一个告警语音输出电路设计实现对多条语音幅值与负载的同一要求，满足机载设备低功耗、

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种高品质的机载告警语音输出装置，一方面实现告警语音清晰、无噪声、无失真，达到输出高品质机载告警语音的目的；另一方面一个告警语音输出电路设计实现对多条语音幅值与负载的同一要求，大大节省空间与功耗，达到机载设备低功耗、小型化的目的。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种机载告警语音输出装置，包含FPGA芯片、语音解码电路、运算放大电路，FPGA芯片用于通过I2C总线完成对语音芯片相关控制寄存器的初始化配置，使输出的直流分压与语音正常播放时直流电压分量相等，以及从语音文件中提取语音数据通过I2S总线传输到语音解码电路；

语音解码电路包含语音芯片和外围电路，用于对语音数据进行解码、D/A转换后输出单端模拟信号给运算放大电路；

运算放大电路对模拟信号进行带通滤波、增益调节、功率放大输出后输出差分模拟信号。

进一步，机载告警语音输出装置还包含处理器和FLASH，FLASH用于存储各个语音文件，处理器用于根据告警指令从FLASH中调取要求的语音文件，并将语音文件通过PCIe总线写入到FPGA的内存。

优选地，FPGA芯片上配置的程序包含有初始化模块、外部总线通讯模块、PCIe总线通讯模块、I2C总线模块、I2S总线模块、语音输出控制模块，初始化模块用于对语音芯片的相关寄存器进行初始化配置，使输出的直流分压与语音正常播放时直流电压分量相等；外部总线通讯模块用于实现外部指令的接收以及状态信号的反馈；PCIe总线通讯模块用于实现处理器与FPGA之间的通讯；I2C总线模块为语音数据传输控制模块提供I2C总线接口；I2S总线模块为语音数据传输控制模块提供I2S总线接口；语音输出控制模块用于从语音文件中提取语音数据，语音音量控制，采用语音数据插零的方法消除因语音文件录音质量问题导致的随机噪声，以及实现根据外部指令控制选择性告警语音的单次播放、循环播放、中断或停止。

优选地，运算放大电路包含差分放大电路和反相放大电路，差分放大电路用于带通滤波、信号放大以及增加驱动能力，输出模拟语音信号的正端，反相放大电路用于将模拟语音信号的正端反相至负端，以及增大驱动能力。