基于ADAS—X的數(shù)字化聲音與音頻系統(tǒng)

摘 要：文章對(duì)以ADAS-X（Alesis Digital Audio Tape-X）為核心構(gòu)建的C、D級(jí)全任務(wù)飛行模擬機(jī)聲音與音頻系統(tǒng)進(jìn)行闡述。通過對(duì)該系統(tǒng)的研究分析，提高了對(duì)該系統(tǒng)維護(hù)的水平，也為進(jìn)一步對(duì)該系統(tǒng)的補(bǔ)充與完善打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：飛行模擬；音響系統(tǒng)；ADAS-X；音響仿真

1 概述

全任務(wù)飛行模擬機(jī)（FFS）是飛行訓(xùn)練中的重要環(huán)節(jié)。準(zhǔn)確而及時(shí)地模擬飛行員在座艙中感受到的環(huán)境聲、操作飛機(jī)裝置時(shí)所產(chǎn)生的各種聲音以及飛行設(shè)備在某些狀態(tài)下應(yīng)該發(fā)出的音響，對(duì)于在模擬機(jī)上實(shí)現(xiàn)逼真的飛行場(chǎng)景，從而幫助飛行員進(jìn)行判斷與操縱是十分重要的。MSI公司以ADAS-X（Alesis Digital Audio Tape-X）為核心，構(gòu)建C、D級(jí)全任務(wù)飛行模擬機(jī)聲音與音頻系統(tǒng)。

1.1 系統(tǒng)描述

該系統(tǒng)對(duì)聲音輸入和輸出進(jìn)行全數(shù)字化信號(hào)處理和加工。

這些聲音包括：環(huán)境聲，駕駛艙音頻和聽覺報(bào)警三大類。

環(huán)境聲：在實(shí)際飛機(jī)駕駛艙中感知的外源發(fā)聲。包括：發(fā)動(dòng)機(jī)，空氣動(dòng)力學(xué)，各種機(jī)械噪聲等，模擬器采取調(diào)用預(yù)制的.wav格式文件來實(shí)現(xiàn)。

駕駛艙音頻：真人語音和無線電聲音通過各種機(jī)載麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器接收和發(fā)送。

聽覺報(bào)警：自動(dòng)生成的合成聲音，通常用于給予機(jī)組警告。包括：如動(dòng)駕駛儀斷開、超速、TCAS、近地警告等等。

1.2 功能概述

來自于駕駛室的音頻信號(hào)，以及各種合成聲音，被數(shù)字化后，發(fā)送到音響計(jì)算機(jī)，運(yùn)行在音響計(jì)算機(jī)的ADAS-X程序優(yōu)化、混合所有這些聲音，產(chǎn)生并為擁有各自IP地址的每個(gè)設(shè)備分配輸出信號(hào)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)（圖1、圖2）

2.1 光釬鏈接

音響計(jì)算機(jī)與Data Conversion和Amplification之間通過兩根單向的光釬輸入、輸出，每根可傳送64通道的音頻。

Data Conversion/Amplification與D/A（ADAT-to-Analog）和A/D（Analog-to-ADAT）之間也通過單向光釬鏈接，每根可傳輸8通道的音頻。

2.2 主時(shí)鐘

主時(shí)鐘對(duì)所以的輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行同步。

3 軟件

ADAS-X（Alesis Digital Audio Tape-X）是在音響計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序的名稱，是音響系統(tǒng)工作的核心。

3.1 ADAS-X中的ADAS-M

模擬機(jī)飛行中ADAS-X中的ADAS-Mixer程序根據(jù)從主機(jī)中獲取的命令與飛行數(shù)據(jù)，從以.wav格式存儲(chǔ)的音源數(shù)據(jù)庫中調(diào)用相應(yīng)的：環(huán)境聲、聽覺報(bào)警等聲音文件，調(diào)用聲音配置文件將信號(hào)發(fā)送到指定IP地址的輸出設(shè)備。

同樣，駕駛艙語音輸入后，也需要通過ADAS-Mixer程序根據(jù)從主機(jī)中獲取的命令，處理后調(diào)用聲音配置文件將信號(hào)發(fā)送到指定IP地址的輸出設(shè)備。

3.2 ADAS-X中ADAS-X Test進(jìn)行測(cè)試與維護(hù)

ADAS-X Test通過各設(shè)備的IP地址進(jìn)行調(diào)用與定義來進(jìn)行各種音響設(shè)備的測(cè)試與設(shè)置（圖3）。

4 故障與排除

4.1 穩(wěn)定性

相對(duì)于基于工控機(jī)的音響系統(tǒng)，基于PC研發(fā)的ADAS-X系統(tǒng)最大的問題是穩(wěn)定性較差，大部分音響故障情況，可以通過重啟程序、重啟PC機(jī)得以解決。

4.2 常見故障

聲音和音頻系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障包括：

揚(yáng)聲器/耳機(jī)故障；麥克風(fēng)故障；放大器故障；計(jì)算機(jī)故障；設(shè)置故障。

4.3 故障解決思路

調(diào)換如耳機(jī)這樣的易換取設(shè)備，以鎖定故障；對(duì)于揚(yáng)聲器，使用ADAS-X Test對(duì)音響/音頻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用.wav或人工音頻輸入，對(duì)照?qǐng)D紙聽取故障設(shè)備所處方位；通過使用ADAS-X Test對(duì)音響/音頻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用.wav或人工音頻輸入也可快速鎖定故障為放大器后端還是放大器前端；檢查放大器；重新對(duì)地址進(jìn)行確認(rèn)與配置。

5 結(jié)束語

通過對(duì)圍繞ADAS-X構(gòu)建的C、D級(jí)全任務(wù)飛行模擬機(jī)音響、音頻系統(tǒng)的研究分析，有助于提高使用該系統(tǒng)的MSI系列C、D級(jí)全任務(wù)飛行模擬機(jī)的維護(hù)水平，并進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行諸如中文通播等方面的完善打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]王行仁.飛行實(shí)時(shí)仿真與技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，1998.

[2]石小林，等.一種飛行模擬器音響仿真系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2006.

[3]王立文，等.基于Directsound的飛行模擬器音響系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].液壓與氣動(dòng)，2009.

[4]Maintenance manual B737-800 FFS for CAFUC[Z].2004.

[5]AVIC II MA600 FFS X Maintenance Manual[Z].2012.