一种机载音频信号转换测试设备的制作方法

本发明涉及音频信号测试，更具体地说，它涉及一种机载音频信号转换测试设备。

背景技术：

1、机载音频系统的音频信号为了保证足够的抗干扰能力和远距离传输特性需求，普遍采用模拟音频差分信号，在传统的音频测试验证环境中，普遍采用商用声卡(需搭配音频分析软件)和专用音频分析仪器等方式处理模拟音频信号，但是商用声卡无法直接处理机载模拟音频信号，而传统的音频分析测试仪的通道数量有限，导致机载音频设备测试验证环境搭建难度和成本较大，信号处理实时性较差。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种机载音频信号转换测试设备，解决现有的音频测试验证环境中，采用商用声卡无法直接处理机载模拟音频信号，采用传统音频分析测试仪的通道数量有限，导致机载音频设备测试验证环境搭建难度和成本较大，信号处理实时性较差的问题；通过设备集成离散信号转开关电路模块、差分信号转单端模块、单端转差分模块和差分转单端模块保护模块，解决上述问题。

2、本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括：离散信号转开关电路模块、差分信号转单端模块、单端转差分模块和差分转单端模块保护模块；所述离散信号转开关电路模块，包括依次连接的光电隔离子模块、源驱动子模块和限流子模块，所述光电隔离子模块的数量与离散信号输入的数量对应，所述离散信号转开关电路模块用于将离散信号转化为直流的开关信号；所述差分信号转单端模块，包括第一差分转单端模块和第二差分转单端模块，所述第一差分转单端模块和第二差分转单端模块均包括依次连接的输入阻抗变化子模块、衰减网络子模块、带通滤波子模块、功放子模块和输出阻抗变换子模块，用于将模拟音频差分信号转换成模拟音频单端信号；所述单端转差分模块，包括依次连接的前置放大子模块、带通滤波子模块、功放子模块和阻抗变换子模块，所述单端转差分模块用于将模拟音频单端信号转换成模拟音频差分信号；所述差分转单端模块保护模块，包括依次连接的阻抗变换子模块、衰减网络子模块、带通滤波子模块和功放子模块，所述差分转单端模块保护模块用于将模拟音频差分信号转换成电脑声卡音频输入口接受的信号。

3、采用上述技术方案，离散信号转开关电路模块将外部离散信号经光电隔离、源驱动、限流处理后输出为直流的开关信号；差分信号转单端模块将机载音频系统的模拟音频差分信号转换成航空专用耳机可接收的模拟音频单端信号，实现机载音频系统与航空专用耳机之间的语音信号传输和转换；单端转差分模块将话筒的模拟音频单端信号转换成模拟音频差分信号；差分转单端模块保护模块将机载音频系统的模拟音频差分信号转换为电脑声卡音频输入口可接收的信号，以便cvr仿真计算机对飞机驾驶舱、客舱音频信号的记录采集；通过设备集成的离散信号转开关电路模块、差分信号转单端模块、单端转差分模块和差分转单端模块保护模块，可以直接处理机载模拟音频差分信号，提供多通道测试，实现音频测试验证。

4、在一种可能的实施方式中，在所述离散信号转开关电路模块中：所述光电隔离子模块采用tlp281光耦，所述源驱动子模块采用源输出芯片udn2981，所述限流子模块采用自恢复保险丝。

5、在一种可能的实施方式中，多路离散信号的in经限流电阻连接对应tlp281光耦的din端，多路离散信号的in_gnd连接对应tlp281光耦的dout端，tlp281光耦的vc端通过电阻接5v电源，ve端通过电阻接地，vc端和ve端分别通过电阻连接，连接点作为光电隔离子模块的输出，所述光电隔离子模块的输出连接源输出芯片udn2981的in端，源输出芯片udn2981的out端连接自恢复保险丝作为离散信号转开关电路模块的输出。

6、在一种可能的实施方式中，所述光电隔离子模块的数量为5。

7、在一种可能的实施方式中，所述第一差分转单端模块中：输入阻抗变化子模块采用600:600阻抗匹配变压器，带通滤波子模块采用无限增益二阶带通滤波器，功放子模块采用opa2604功率放大器，输出阻抗变换子模块采用150:150阻抗匹配变压器；所述第二差分转单端模块中：输入阻抗变化子模块采用150:150阻抗匹配变压器，带通滤波子模块采用无限增益二阶带通滤波器，功放子模块采用opa2604功率放大器，输出阻抗变换子模块采用150:150阻抗匹配变压器。

8、在一种可能的实施方式中，600欧姆的模拟音频差分信号接入600:600的阻抗匹配变压器，600:600的阻抗匹配变压器的输出经耦合电容连接衰减网络子模块，衰减网络子模块的输出接入无限增益二阶带通滤波器，无限增益二阶带通滤波器的输出经耦合电容输入opa2604功率放大器，opa2604功率放大器的输出经电容耦合接入150:150阻抗匹配变压器，150:150阻抗匹配变压器输出端经微调阻抗输出150欧姆的模拟音频单端信号；150欧姆的模拟音频差分信号接入150:150的阻抗匹配变压器，150:150的阻抗匹配变压器的输出经耦合电容连接衰减网络子模块，衰减网络子模块的输出接入无限增益二阶带通滤波器，无限增益二阶带通滤波器的输出经耦合电容输入opa2604功率放大器，opa2604功率放大器的输出经电容耦合接入150:150阻抗匹配变压器，150:150阻抗匹配变压器输出端经微调阻抗输出150欧姆的模拟音频单端信号。

9、在一种可能的实施方式中，所述单端转差分模块中：前置放大子模块采用三极管，带通滤波子模块采用无限增益二阶带通滤波器，功放子模块采用opa2604功率放大器，阻抗变换子模块采用600:600阻抗匹配变压器。

10、在一种可能的实施方式中，话筒的模拟音频单端信号经耦合电容接入三极管进行放大，三极管输出经电容接入无限增益二阶带通滤波器，无限增益二阶带通滤波器的输出经耦合电容输入opa2604功率放大器，opa2604功率放大器的输出经电容耦合接入600:600阻抗匹配变压器，600:600阻抗匹配变压器输出模拟音频差分信号。

11、在一种可能的实施方式中，所述差分转单端模块保护模块中：阻抗变换子模块采用600:600阻抗匹配变压器，带通滤波子模块采用无限增益二阶带通滤波器，功放子模块采用opa2604功率放大器。

12、在一种可能的实施方式中，机载音频设备的模拟音频差分信号接入600:600的阻抗匹配变压器，600:600的阻抗匹配变压器的输出经耦合电容连接衰减网络子模块，衰减网络子模块的输出接入无限增益二阶带通滤波器，无限增益二阶带通滤波器的输出经耦合电容输入opa2604功率放大器，opa2604功率放大器的输出接入电脑声卡音频输入口。

13、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：机载音频信号转换测试设备可满足机载模拟音频差分信号与机载模拟音频单端信号的匹配转换和信号实时处理，以及实现离散量信号转开关量信号，可以支持机载音频系统与其它机载航电系统之间的模拟音频单端/差分信号和离散量(控制)信号的转换和传输。通过该设备实现了模拟音频单端信号与模拟音频差分信号的互转功能，同时保持输入输出两端的音频信号的电气特性匹配、阻抗匹配以及对负载端设备的工作电压、功率需求的匹配，同时实现将离散量信号转换为驱动led指示灯工作的开关量信号的功能，大大提高了测试系统的通用性，降低了开发周期和开发成本。