语音信号抽样与重构系统-设计报告

语音信号抽样与重构系统 设计报告 孙孙 XXXX 201100120XXX201100120XXX 孙孙 XXXX 201100120XXX201100120XXX 20112011 级通信一班级通信一班 1 1 系统概述 该系统的目的为实现低频音频的无失真抽样和还原 并通过功放和扬声器 输出 由抽样定理知 系统抽样时需要产生一抽样脉冲 在还原时需低通滤波器 音频经滤波与抽样脉冲相乘产生抽样信号 再经一低通滤波器即可重构为原音 频信号 其抽样速率与音频带宽关系为 其中为抽样速率 为 2 2 信号带宽 所以只需产生一个抽样信号使其频率大于音频频率 即可实现无失 真抽样 由于抽样信号在频域是一系列原信号频谱的延拓 所以在还原时只需 用一级低通滤波器将原信号频带滤出即可 系统电源使用 220V 通过变压器及电源电路产生个器件所需直流电压 2 单元电路的设计分析 该语音信号抽样与重构系统由电源电路 语音信号输入电路 抽样时钟产 生电路 信号抽样电路 抽样重构电路 功放电路组成 分别介绍如下 2 1 电源电路 图 1 电源电路如图 1 所示 使用 1B4B42 整流桥式电路 并经过滤波电容接至 LM7812 LM7912 进行稳压 输出 8 和 9 端分别为 12 3V 和 12 5V 图 2 再 经一级滤波电容接至 LM7805 LM7905 进行稳压 输出 10 和 11 端分别为 5 0V 和 5 6V 图 3 2 图 2 图 3 3 2 2 语音信号输入电路 在语音输入端 由于需要滤除高频噪声 需要接一级低通滤波器 其中主 要器件为 TL084 集成运放 由于 3dB 截止频率为 3400Hz 采用图 4 电路时根据 仿真结果得出 R 3 C 10nF 滤波器的幅频特性如图 5 所示 图 4 图 5 4 2 3 抽样信号时钟电路 该电路产生 8kHz 的双极性方波供给抽样电路作为时钟信号 首先用 555 定 时器产生 16kHz 的单极性方波 之后采用 74LS74 双 D 触发器进行二分频得到 8kHz 单极性方波 之后由 TL084 电路对其进行极性转换 555 定时器的频率及占空比计算公式分别为 1 0 693 1 2 2 1 1 2 1 2 2 根据公式 f 16kHz D 50 时 取 C1 10nF 计算得出 R1 R2 均为 3 采用 TL084 组成的减法器进行极性转换 直流偏置电压为 12V 由负输 入端 10 输入 振幅为 5V 5V 电源电压经分压后成为 2 5V 接入正输入端 6 图 6 5 图 7 2 4 信号抽样电路 功能描述 通过四路双向模拟开关 4066 的闭合与断开 对语音信号进行自 然抽样 主要器件选择 四路双向开关 4066 电路图 图 8 抽样信号电路图 6 图 9 抽样信号仿真波形图 2 5 抽样重构电路 功能描述 抽样信号后的重构 用 TL084 抗混叠滤波器 主要器件 运放 TL084 有源滤波器 电路图 7 图 10 抽样重构电路图 波形图 图 11 抽样重构波形图 2 6 功率放大电路 功能描述 对重构后的信号进行功率放大 驱动扬声器 主要器件 功率运放 LM386 电路图 8 图 12 功率放大电路图 3 分工明细 孙 XX 主要负责信号抽样电路 抽样重构电路 功率放大电路的设计和仿真 测试 孙 XX 主要负责电源电路 语音信号输入电路 抽样时钟产生电路的设计 和仿真测试 4 元器件清单 名称名称型号型号 规格规格数量数量 5V 稳压芯片 LM78051 5V 稳压芯片 LM79051 12V 稳压芯片 LM78121 12V 稳压芯片 LM79121 集成功率放大器 LM3861 555 定时器 NE5551 集成运算放大器 TL0845 双 D 触发器 74LS741 扬声器 1 4 路双向模拟开关 40661 二极管整流桥 1B4B421 变压器 1 9 电位器 1031