一种基于AMBE2000的低速率语音通信系统

　　1.引言

　　语音信号处理是现代通信中不可或缺的组成部分，随着对通信质量要求的越来越高，我们需要用尽可能低的数码率来获得尽可能好的合成语音质量。从市场现状来看，低速语音的应用市场很广泛：语音系统，数字移动通信，保密通信，语音邮件，可视电话，IP电话，语音存储，电话会议，电话购物等很多场合都需要用到。

　　DVSI公司的AMBE2000就是这样一种高性能、低功耗的实时语音编码解码芯片，它的压缩率在2.0-9.6kbps范围内可以调节，并且，它本身具备FEC（前向纠错）,VAD（语音激活检测）和DTMF信号检测功能。本次系统就是充分利用这款新品的优良特征，实现了在14kbps左右的低传输速率下优良的语音效果。

　　2系统结构框图

　　本语音传输系统结构框图如下图所示：

　　

　　在本系统中，麦克风输入语音信号，经过语音模块进行放大。然后送到模数转换模块进行AD转换，输出PCM语音信号。再将此信号送给本次系统的核心器件AMBE2000，进行语音编码，输出压缩语音信号，送给CPLD控制器，CPLD收到压缩语音数据后，将语音部分进行提取和处理。此时的语音数据便是2.0k-9.6kbps的低速率语音数据，可以进行传输。由于AMBE2000可以编码也可以解码，所以本系统同样实现了语音的接收。前面编码部分发出的语音信息反馈回来，由CPLD接受，并转化为AMBE2000可以识别的格式，再由AMBE2000进行解码，恢复成PCM语音信号，送到模数转换模块进行DA转换，输出模拟信号再经过语音模块进行功率放大送到扬声器。

　　3.硬件设计

　　硬件是本次设计的核心，包括语音部分，模数转换模块，语音编码解码部分以及各个模块的接口。

　　3.1语音模块

　　本模块的作用是将麦克风微弱语音信号放大给AD，以及将从DA中出来的语音信号播放出来。包括了从麦克风输入语音，以及语音从扬声器输出两部分。语音输入部分电路如图2所示，这里利用LM386进行两级放大，采用的是单电源3.3V供电。输出的信号送到AD.

　　

　　语音输出电路如图3所示，该电路采用功率放大芯片TPA2005D1，进行语音放大。

　　

　　3.2模数转换器以及其与AMBE接口电路

　　本次采用的AD，DA芯片是PCM3500，这是一款带有16位串行AD和DA的芯片，采样频率范围很宽，从7.2kbps到26kbps，并且它自带有回环自检测模式，便于电路功能自测。另外，这款芯片的配置简单，不需要复杂的配置就能有效工作。它与AMBE2000接口部分电路如图4所示。

　　

　　这里，需要配置的只有主动被动模式选择端M/S，本电路采用主动模式。LOOP则是选择回环检测功能端口，当它为高电平的时候，相当于AD转化以后的输出DOUT接到DIN，PCM3500的此项功能为系统的测试带了很大便利。AMBE2000和PCM3500的通信接口是SPI口，BCK提供时钟，它是晶振512分频后的时钟信号，FS为选通频率，与BCK严格同步。