智能型多芯片数码语音录放电路

1、智能型多芯片数码语音录放电路李卫华 时间:2008年08月13日 字 体: 大 中 小关键词:摘? 要: 介绍了一种全新的多功能长时间数码语音录放器件。该器件由ISD单片语音录放电路、程序已固化的微处理器MCU及数据备份电路等组成,采用多芯片标准DIP封装,可实现8种不同的工作模式,并且可由用户随意选用。关键词: ISD单片语音录放电路? 多功能? 多芯片? DIP封装?1 DSD系列产品的原理DSD产品选用目前国际上技术较为先进的单片语音录放电路ISD系列产品作为主体,选用高性能RISC 8位单片机芯片对ISD语音电路进行相应的管理与控制,并配上必要的外围电路与元件组成的,不仅使DSD可以完

2、全实现基本的录放功能,并且具有八种不同的可由用户随意选用的工作模式。DSD的多功能特点是在总结目前ISD语音电路设计及其诸多应用项目的实践经验的基础上,通过对ISD电路应用软件深入开发,不断优化、综合、升级而得以实现的。为了降低成本,在生产中采用了软件固化技术。为了理解DSD的的原理,必须对ISD语音电路加以了解。因此这里首先系统地介绍一下ISD单片语音电路的主要原理。ISD语音电路利用ISD公司的DAST专利技术成功地实现了模拟数据在半导体存储器中的直接储存。这种突破性的存储方式可以将模拟语音数据直接写入单个E2ISD系列产品的基本框图如图1所示。?录音时,ISD器件在存储模拟数据之前,要对

3、信号进行调整。前置放大器通过隔直电容与麦克风连接,隔直电容用于去掉低电平交流信号(约220mV)中的直流成份。AGC电路动态监控放大器的输出电平并将增益控制电压发送到前置放大器,使前置放大器的信号能得到最高电平又使削波减至最小。前置放大器20dB左右的增益压缩范围能补偿各种话筒的特性及各种语音音量,即使动态信号范围增大20dB也可以保持信号的完整性,把失真减到最小。然后,由输入滤波器完成信号调整。模拟信号的存储仍然采用采样技术,因此还需要用一个抗混淆滤波器以去掉(或至少减到可忽略的程度)超过1/2采样频率的输入频率分量。这样就满足了所有数据采样系统都适用的奈奎斯特定理。ISD采用8kHz的采样

4、频率可使语音质量大大优于电话的音质。低通滤波器的高频频限选在3.4kHz,可满足奈奎斯特定理,而且仍有足够的频带以获得高质量的语音。滤波器是一个连续的五极点低通滤波器,在3.4kHz处每8倍程频率衰减40dB。放音时,录入的模拟电压在同一采样时钟的控制下顺序地从存储阵列中读出,重构原来的采样波形。这里,在输出通路上采用平滑滤波器以去掉采样频率分量并恢复原始波形。采样时钟的频率会影响录音的时间长度和音质。随着频率的提高,音质会有所改善,当然录音时间会相应缩短;反之,较低的采样频率会增加录音时间,代价是降低了音质。出厂前,振荡频率的精度已经微调到优于1%。ISD有一套先进的技术,即通过对集成在芯片

5、内的不挥发微调位进行编程来实现对振荡元件值的微调。这项调整既影响振荡器频率,也影响滤波器截止频率。因此,微调振荡频率的同时也自动地微调了滤波器的截止频率。所有这些处理过程都是基于E2PROM/FLASH浮栅技术的,实验室的测试指出,典型的数据保存年限可达百年。?DSD系列产品功能强大,涵盖广泛,共有8种模式可供用户选择,如表1所示。?下面给出几种录放系统连接方式,如图26所示。?在实际应用中,为了取得较为完善的录音效果(这对很多应用项目是至关重要的),可采用电脑程控自动分段录音系统实现自动分配地址、合理调整录音电平、按地址分段精确录音等,并通过软件优化,全面解决ISD语音电路存在的抹音问题,由

6、于篇幅所限,在此不一一介绍。2 DSD的主要技术性能指标(1)频率响应:300Hz3400Hz(2)信噪比:44dB(3)失真度:5%(f=1kHz) (4)录放音时间:?DSD-2产品? 24分钟? ? DSD-4产品? 48分钟? ? DSD-8产品? 816分钟(5)录音次数:可达10万次(6)断电语音信息保存时间:100年(7)内置8种工作模式,用户可以任意选用其中1种。(8)单3V直流电源。3 DSD系列产品的引脚描述DSD系列产品采用标准DIP封装形式及类似的加工技术,其外引线为32条脚,尺寸与标准的32脚DIP封装完全相同。DSD系列产品的引脚描述如表2所示。?4 典型应用线路举例作为一个应用实例,这里给出可独立控制的家用多人留言机原理图,如图7所示。?控制部分由按键阵列组成,R1R8对应8个独立的录音键,P1P8对应8个独立的放音键,可分配给家庭中的不同成员使用,互不干扰。声音输入由麦克风输入,经放大电路