具備音頻采集的安防監控電路及其電路設計方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種音頻采樣電路，尤其是指一種具備音頻采集的安防監控電路及其電路設計方法。
【背景技術】
[0002]傳統的監控設備主要專注于對監控現場視頻畫面的還原，以至于有些監控設備無現場語音信號的捕獲和收集能力。但隨著監控應用的推廣，音頻采集的重要性也逐漸凸顯。但現有安防監控領域中，即使具備語音監控的設備也只能滿足近距離的語音采集和捕捉，距離稍遠的聲音往往要么完全捕捉不到語音信息，要么捕捉到的語音信息模糊不清，不能有效的進行分辨和視聽，從而導致不能完整的還原被監控的現場。
[0003]究其原因是由監控設備對于音頻采集的設計不合理造成的。例如，現有監控設備的首頻米集米用兩種方案:
[0004]—種是直接外設設置麥克風，麥克風直接傳送至A/D轉換后進入監控設備主控芯片(核心進行的是音視頻同步編碼處理)與視頻結合。但此方案有幾大弊端:1)監控設備主控芯片本身不具備音頻降噪處理能力，因此對采集到的繁雜音頻信號(主要是音頻包含了環境噪音及有用音頻一一如人聲)不能正確的進行降噪處理，因此錄制的音頻往往吵雜不輕，難以分辨有用音頻。2)麥克風采集的模擬音頻信號在電路傳輸過程中極易受到干擾，也會導致采集到的聲音模糊不清。3)監控設備主控芯片本身不具備音頻處理能力，因此外接麥克風只能有一路，無法滿足監控設備大范圍監測的需求。
[0005]為了解決上述問題，現有另一種方案是在監控設備基礎上增加專門的音頻處理模塊，音頻處理模塊由于具備音頻處理芯片，因此一來可對采集的音頻進行降噪處理，二來支持多路麥克風同時采集也變得可能。然而現有方案中受困于模擬音頻信號受干擾，因此麥克風采集音頻后就進行A/D轉換，而后采用數字音頻處理模塊進行處理，確保后續傳輸過程為數字音頻信號從而避免干擾。但由于在輸入監控設備主控芯片時，主控芯片需要再一次對數字音頻信號進行重采樣，多次采樣會致使原始音頻信息的大幅失真，最終導致其中弱信號的損失。因此此種方案下采集音頻信號的清晰度也非常有限，直接體現的就是無法采集較遠距離的音頻。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是:提供一種可滿足遠距離音頻清晰采集需求的具備音頻采集的安防監控電路及其電路設計方法。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:一種具備音頻采集的安防監控電路，包括音頻采集系統、安防監控系統及電源系統；
[0008]所述音頻采集系統主要由音頻采集模塊、模擬音頻處理模塊及有源晶振組成；所述安防監控系統包括A/D采樣模塊及音視頻同步編碼處理模塊；所述音頻采集系統的電源模塊包括模擬電源、模擬地、數字電源、數字地；
[0009]所述音頻采集系統的音頻采集模塊連接模擬音頻處理模塊，模擬音頻處理模塊連接安防監控系統的A/D采樣模塊，A/D采樣模塊連接音視頻同步編碼處理模塊；所述模擬電源與模擬地連接音頻采集模塊及模擬音頻處理模塊；所述數字電源與數字地和音頻采集系統的模擬音頻處理模塊、有源晶振以及安防監控系統的音視頻同步編碼處理模塊相連。
[0010]上述中，所述電源系統包括依次連接的電源接口、降壓芯片及輸出電源模塊；
[0011 ] 所述輸出電源模塊包括數字電源支路與模擬電源支路；
[0012]所述數字電源支路包括依次相連的第一隔離單元、第一濾波單元以及數字電源數字地；
[0013]所述模擬電源支路包括依次相連的第二隔離單元、第二濾波單元以及模擬電源模擬地；
[0014]所述第一隔離單元與第二隔離單元與降壓芯片相連。
[0015]上述中，所述電源接口可接入第一直流電/第一交流電；于電源接口及降壓芯片之間還連接有整流模塊；所述降壓芯片可接入第二直流電；所述降壓芯片通過輸出電源模塊輸出直流電。
[0016]所述整流模塊與降壓芯片之間設有第一防倒流模塊；所述降壓芯片連接有第二防倒流模塊，所述5V直流電通過第二防倒流模塊接入降壓芯片。
[0017]上述中，于電源接口和整流模塊間還設有防雷防浪涌模塊、高頻濾波模塊、瞬變電壓抑制模塊及保險模塊。
[0018]上述中，包括多層PCB板，于多層PCB板的其中一層表面的左、右間隔設置有呈塊的數字地及呈塊的模擬地；所述音頻采集模塊通過第一導線連接模擬音頻處理模塊，所述模擬音頻處理模塊通過第二導線連接A/D采樣模塊；所述第一導線包裹于成塊的模擬地中；所述第二導線包裹于成塊的數字地中。
[0019]上述中，包括多層PCB板，于多層PCB板的其中另一層表面的左、右間隔設置有呈塊的數字電源及呈塊的模擬電源；所述數字電源與模擬電源的邊緣拐角處設有倒角。
[0020]上述中，所述音頻采集模塊包括至少兩路呈角度設置的麥克風。
[0021 ] 上述中，所述音頻采集模塊包括第一麥克風接口、第二麥克風接口、第三麥克風接口及第四麥克風接口；所述模擬音頻處理模塊一路并接第一麥克風接口與第二麥克風接口，另一路并接第三麥克風接口與第四麥克風接口 ；所述模擬音頻處理模塊輸出有偏置電源，所述偏置電源連接第二麥克風接口與第三麥克風接口。
[0022]本發明還涉及一種具備音頻采集的安防監控電路設計方法，包括，
[0023]將電源系統的供電輸出獨立劃分為模擬電源、模擬地、數字電源、數字地的步驟；
[0024]采用模擬音頻處理模塊，并為其搭配有源晶振的步驟；
[0025]將模擬音頻處理模塊輸出接入監控系統的A/D采樣模塊采樣后以數字形式輸入音視頻同步編碼處理模塊的步驟；
[0026]將音頻采集模塊及模擬音頻處理模塊接入模擬電源、模擬地的步驟；
[0027]將音頻處理模塊、有源晶振及音視頻同步編碼處理模塊接入數字電源、數字地的步驟。
[0028]上述中，還包括，
[0029]采用多層PCB板的步驟；
[0030]在其中一層PCB板表面左、右成塊設置數字地及模擬地的步驟；
[0031]用模擬地對音頻采集模塊至模擬音頻處理模塊的信號線進行包地的步驟；
[0032]用模擬地及數字地對模擬音頻處理模塊至A/D采樣模塊的信號線進行包地的步驟。
[0033]本發明的有益效果在于:在設計上充分考慮了安防設備的實際應用特性，音頻采集系統可與安防監控設備實現同步供電，并在安防監控系統前的所有音頻信號的采集、傳輸、處理均對原始模擬信號完成，從而最大限度保證數據的完整性，此外在模擬音頻處理模塊采用有源晶振，有效避免時鐘信號干擾其他信號或者其他信號干擾到時鐘信號，實現了在安防監控設備上真正的遠距離高清語音信息的采集和處理，處理之后的語音信號仍然以模擬的語音信號傳輸到安防監控設備之內，此時方對初始的模擬語音信號在安防設備內的首次采樣和數模轉換，與高清視頻實現同步編碼、傳輸和輸出，有效解決了安防監控設備只有高清視頻輸出而無法有效實現監控畫面現場高清語音的難題。此外，將電源系統細分為相互獨立的數字、模擬兩路供電，有效降低了電源對電路中傳輸的模擬信號、數字信號的干擾噪聲問題。
【附圖說明】
[0034]下面結合附圖詳述本發明的具體結構
[0035]圖1為本發明的電路原理框圖；
[0036]圖2為本發明的具體實施例原理框圖；
[0037]圖3為本發明的PCB的其中一層結構示意圖；
[0038]圖4為本發明的PCB的另外一層結構示意圖；
[0039]圖5為本發明的具體實施例電路圖1;
[0040]圖6為本發明的具體實施例電路圖2。
[0041]10-數字地；20_模擬地；30_第一導線；40—數字電源；50_模擬電源。
【具體實施方式】
[0042]為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0043]請參閱圖1，一種具備音頻采集的安防監控電路，包括音頻采集系統、安防監控系統及電源系統；
[0044]所述音頻采集系統主要由音頻采集模塊、模擬音頻處理模塊及有源晶振組成；所述安防監控系統包括A/D采樣模塊及音視頻同步編碼處理模塊；所述音頻采集系統的電源模塊包括模擬電源、模擬地、數字電源、數字地；
[0045]所述音頻采集系統的音頻采集模塊連接模擬