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时间:2018-10-26
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1、用L9320实现ADPCM语音编解码
2、第1摘要:L9320是LAN)编解码器。该器件除具有正常的ADPCM编码解码模式外,还有PCM编解码模式、电源测试模式以及编解码器测试模式。文中主要对L9320编解码器的工作原理和使用方法进行了分析,给出了L9320在便携式语音系统中的典型应用电路。关键词:语音编码器;编解码;ADPCM;PCM;L9320L9320是LANWAVE公司生产的一款自适应音频脉冲编码(ADPCM)编解码芯片,它所采用的语音压缩编解码方法符合国际与电报顾问委员会(CCITT)的G.721和
3、G.726标准,同时也兼容CCITT的G.714标准。L9320可以将模拟话音转化成速率为32、24或16kB/s的数字信号;并可将相同速率的数字信号进行逆变换以形成模拟话音信号。L9320具有ADPCM编解码器和PCM编解码器/滤波器的双向信号通道,除具有正常的ADPCM编解码模式外,还具有PCM编解码模式、电源测试模式和编解码器测试模式。应用L9320的不同速率信道可实现不同的倍增比,从而有效提高信道的利用率。1L9320的主要功能1.1概述L9320带有可预设的串行端口(SSP),该端口可与16字节
4、的状态设置寄存器进行接口。微控制器能够从SSP接口获得内部的数据。另外,该芯片由于包含有带PCM编码解码滤波器的输出放大器,因而能够对模拟接口进行简单控制。L9320主要具有以下特点:●能在2.7~5.25V电压范围内全双工工作;●主时钟频率为10.24MHz●内部集成有14bits的A/D和D/A转换器;●可完成μ律和A律压缩;●可以对32、24和16kB/s的数据进行ADPCM编码,编码后的数据可以达到1282048kbps;●具有可编程的发射增益、接收衰减和侧音增益控制功能;●采用28脚DIP或
5、SOP封装。1.2引脚功能L9320的引脚排列如图1所示。2L9320内部原理图2给出了L9320的内部功能原理框图。该器件包括∑-Δ编解码滤波、电源管理、DSP处理和寄存器状态控制四个子系统。2.1电源管理L9320的电源管理系统主要由一组专为模拟信号处理单元供电的5V电源和一组专为数字信号处理单元供电的3V电源组成。除了输出功率放大器AX0和PO外,所有的模拟电路都由这组5.5V电源供电。值得注意的是,AX0和PO的驱动电流由VEXT引脚提供。当VEXT为+5V±5%时,VDD应该与VEXT直接相连,
6、而没有必要使用充电电容C1+和C1-。但此时BROb2必须设置为“1”,以使充电电流泵电路关闭。当VEXT为2.7~5.25V时,VDD是电流泵电路的输出电压,因此不能与VEXT相连接,而应通过0.1μF的电容耦合到Vss。全数字电路应通过VDSP由3V供电,不管VEXT上的电压如何变化,数字电路部分均由VDSP供电,这样能够降低芯片的总功耗。要注意的是,VDSP应该通过0.1μF的电容耦合到Vss。此外,其它的模拟参考电压,如RO、AX0和PO上的电压大小均可由BR0b2决定,一般为2.5V或V
7、EXT/2。2.2∑-Δ编解码滤波通常在PCM通信系统中,当语音信号进入PCM编码器之前,必须经过一个300~3400Hz的滤波器,以滤除语音中的高频分量,从而防止抽样过程中可能出现的混叠现象,这个滤波器也称为前置去混叠滤波器。由于PCM解码器的输出信号是阶梯波形,因此必须采用一个具有x/sinx补偿因子的300~3400Hz的低通滤波器,才能恢复出原语音信号。但是,音频模拟滤波器的小型化始终是一个难题,在此频段,采用LC滤波器进行设计是最不可取的,而RC有源滤波器虽然可使电路体积减小,但在灵敏度、稳定性
8、和精度方面也不能令人满意。因此,设计时应尽量采用L9320内部集成的开关电容滤波器,它的准确性和温度稳定性都很高。L9320内部本身带有采用∑-Δ技术的线性14bitPCM编解码滤波器。L9320可分为发射通道和接收通道。对于发射通道,当来自麦克风的模拟信号送入功率放大器后,其放大增益可以通过增益控制模块由软件进行控制,范围为0~7dB,步进量为1dB。∑-Δ调制功能模块以1.024MHz的频率对输入的模拟信号进行过采样,下一级的抗混叠滤波器可将采样频率降到32kHz,接着再对其进行4倍抽取而得到8kHz
9、。这样经过各种滤波处理后,A/D后的14bits数据便可以送入DSP处理模块以进行进一步的处理。对于接收通道,来自DSP处理模块中Rx衰减控制部分的14bits线性数字信号首先送入数字抗混叠内插滤波器,以完成与发射通道相反的功能,采样率也将从8kHz(14bits)提高到1.024MHz(14bits),∑-Δ解调功能模块则将14bits采样(1.024MHz)转换为1bit采样(1.024MHz)。输出的数字信号送入开关电容
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