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0 引言
語音通信是數(shù)字通信系統(tǒng)中最常用的通信方式之一，優(yōu)良的語音編解碼算法能夠更加有效地節(jié)省帶寬資源，提高頻率利用率�，F(xiàn)在語音編碼技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用在話音多路傳輸、衛(wèi)星通信、保密通訊等許多軍事領(lǐng)域。數(shù)字語音系統(tǒng)公司(Digital Voice System Inc)所推出的AMBE-2000是一種基于高級多帶激勵(advanced multi-band excitation)語音編碼算法的高性能，低功耗的實時編解碼芯片，其壓縮率在2 000～9 600 b／s可調(diào)，具有前向糾錯(FEC)、語音激活檢測(VAD)、雙音多頻(DTMF)信號檢測等多種功能。
1 系統(tǒng)介紹
本語音系統(tǒng)的主要作用是實現(xiàn)數(shù)字話音與模擬話音的相互轉(zhuǎn)換并處理話音數(shù)據(jù)的編解碼，降低話音數(shù)據(jù)的傳輸速率，提高系統(tǒng)的頻率資源利用率，此外須滿足信息系統(tǒng)的接口要求。模擬話音部分連接耳機話筒組，數(shù)字部分壓縮數(shù)據(jù)流連接外部處理器，解壓數(shù)據(jù)流用于遠距離傳輸語音量化信息。整個語音系統(tǒng)的原理框圖見圖1。
發(fā)送話音時 話音處理板將送入的模擬話音進行A／D采樣量化后，經(jīng)語音編解碼芯片壓縮打包通過CPCI總線或LVDS串行總線送入到信息處理器進行后續(xù)處理；或者通過高速RS 422串口將遠距離傳輸來的語音量化信息經(jīng)壓縮后分別通過CPCI總線或者LVDS串行總線送往信息處理器進行后續(xù)處理。
接收話音時 通過CPCI總線或者LVDS串行總線收到壓縮數(shù)據(jù)，經(jīng)語音編解碼芯片解碼后通過D／A轉(zhuǎn)換將話音轉(zhuǎn)換為模擬信號；或者將收到的壓縮數(shù)據(jù)，經(jīng)解壓后通過高速RS 422串口遠距離傳出去。
2 AMBE-2000的功能與特點
AMBE-2000芯片是AMBE-1000的改進產(chǎn)品。與AMBE-1000相比，其語音壓縮算法更優(yōu)化，語音質(zhì)量更高，最低編碼速率也由原來的2 400 b／s降低到2 000 b／s。在硬件和接口方面，也做了若干改進，并提高了其壓縮編碼和前向糾錯編碼(FEC)的效率和可靠性。內(nèi)部計算量小，功耗低。其算法復(fù)雜度為13 MIPS(每秒百萬條指令)，從而可以達到較低的功耗：3．3 V時僅為65 mW，深度睡眠時僅為O．11 mW。
在簡易模型中，AMBE-2000被看作兩個分離原件，編碼器和解碼器。編碼器接收語音量化信息(16-bit線性、8-bit A律或8-bitμ律)并以所期望的速率將壓縮數(shù)據(jù)流輸出信道。相反地，解碼器接收信道壓縮數(shù)據(jù)流，合成語音量化信息。對AMBE-2000編／解碼器接口的時間控制是完全異步的。通常語音接口所接的是A／D、D／A芯片。輸入輸出語音數(shù)據(jù)流必須是相同的。格式(16-bit線性、8-bit A律，或8-bitμ律)。本系統(tǒng)采用AMBE-2000并且A／D-D／A芯片采用16-bit線性采樣的AD73311就是為了與原先設(shè)計的一套基于AMBE-1000的話音系統(tǒng)保持兼容性�；贏MBE-1000舊式語音系統(tǒng)使用了體積過大，功耗較高的16-bit線性的A／D、D／A芯片TI32044，并且采用了一系列同樣缺點的外圍芯片，不適用于低功耗，小體積的發(fā)展趨勢。
3 AMBE-2000與A／D-D／A芯片的接口設(shè)計
A／D-D／A芯片與AMBE-2000之間的語音數(shù)據(jù)流格式應(yīng)當是匹配的，即要有統(tǒng)一的格式(16-bit線性、8-bit A律，或8-bμ律)，一般情況下，建議選用16位線性元件。在本設(shè)計中，選用的是AD公司的AD73311�？梢酝ㄟ^配置硬件管腳84，85(CODEC_SEL[1-0]=01b)，將AMBE-2000的語音接口設(shè)置成專門與AD73311通信。所以AMBE-2000和AD73311配合使用會使得電路設(shè)計比較簡單。
AD73311主要特點：
(1)低功耗的16位A／D-D／A轉(zhuǎn)換器，輸入／輸出采樣率和增益皆可通過軟件控制，在話帶范圍內(nèi)可提供70 dB的信噪比。通過串口傳遞語音數(shù)據(jù)，接收控制命令，簡單高效。
(2)輸入的模擬音頻信號經(jīng)過可變增益放大器，A／D轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過串口輸出；反之來自串口的數(shù)字流被轉(zhuǎn)換為模擬信號后，經(jīng)過可變增益放大器后輸出。
(3)AD73311的主要工作模式有兩種：編程模式和數(shù)據(jù)模式。芯片復(fù)位之后處于默認的編程模式，這時可以通過串口往控制寄存器寫控制字，來設(shè)定工作狀態(tài)。這里需要注意的是AD73311在3 V低功耗狀態(tài)下(如圖2所示)配置字應(yīng)置為相應(yīng)格式。
作者：陳 媛 來源：現(xiàn)代電子技術(shù)
