基于AIC23語音接口的語音AGC設(shè)計

3 語音AGC方法的實現(xiàn)
使放大器的增益隨信號強度的變化而自動調(diào)整的控制方法，就是AGC，即自動增益控制。AGC可由硬件或軟件實現(xiàn)，本設(shè)計充分利用AIC23內(nèi)部集成的VGA，采用軟硬結(jié)合的方法實現(xiàn)。輸入和輸出AGC的實現(xiàn)方法，如圖3，圖4所示。

3．1 輸入AGC實現(xiàn)方法
輸入AGC由反饋控制環(huán)路實現(xiàn)。檢波模塊對McBSPl接收到的語音信號進行鑒幅，估計出語音信號的平均包絡(luò)電平，增益折算模塊將平均包絡(luò)電平與目標(biāo)電平比較，折算出VGA的增益調(diào)整量，由積分模塊對增益調(diào)整量進行累加，得到VGA的目標(biāo)增益值，目標(biāo)增益值經(jīng)McBSP0、控制接口反饋到VGA和從而實現(xiàn)增益的自動控制。
(1)檢波模塊。
檢波模塊采用快充慢放包絡(luò)檢波算法，對輸入信號進行低通濾波，得到信號包絡(luò)的均值。其表達(dá)式為

其中，x(n)為輸人語音信號，y(n)為檢波結(jié)果，Mf為充電時間常數(shù)，Ms為放電時間常數(shù)。根據(jù)語音信號包絡(luò)起伏較大的特點，充電時間應(yīng)該在幾百毫秒量級，而放電時間應(yīng)該在幾秒到十幾秒之間。另外，由于語音字與字，句與句之間有停頓，停頓期間只有噪聲，包絡(luò)檢波器應(yīng)停止工作。實現(xiàn)的方法是設(shè)定幅度門限Ln，幅度低于Ln的信號認(rèn)為是噪聲，只有幅度高于Ln的信號才參與包絡(luò)檢波。
(2)增益折算模塊。
平均包絡(luò)電平y(tǒng)(n)與目標(biāo)電平Y(jié)aim相差的分貝數(shù)為△G(n)=20 log(Yaim／y(n))，由于輸入VGA的調(diào)整精度為1．5 dB(共31檔)，所以VGA的增益調(diào)整量△G0(n)應(yīng)取與△G(n)最接近且能被1．5整除的數(shù)。y(n)與△G0(n)之間的映射關(guān)系，如圖5所示，一定范圍內(nèi)的y(n)與唯一的△G0(n)相對應(yīng)，例如，若y(n)∈[1．3 Yaim，1．54 Yaim]，則△G0(n)=-3 dB。

3．2輸出AGC實現(xiàn)方法
輸出AGC由前饋控制算法實現(xiàn)。檢波模塊對語音信號進行鑒幅，估計出語音信號的平均包絡(luò)電平，增益折算模塊將平均包絡(luò)電平與目標(biāo)電平比較，折算出VGA的增益調(diào)整量，再與VGA的初始增益值相加，得到VGA的目標(biāo)增益值。目標(biāo)增益值經(jīng)McBSP0和控制接口前饋到VGA，從而實現(xiàn)增益的自動控制。
輸出AGC中檢波模塊的實現(xiàn)方法與輸入AGC中檢波模塊完全一致，增益折算方法與輸入AGC中的增益折算方法相似，但由于輸出VGA的調(diào)整精度為1 dB(共79檔)，所以輸出VGA的增益調(diào)整量△G0(n)應(yīng)取與△G(n)最接近的整數(shù)。

結(jié)束語
在介紹AIC23特點和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，給出了基于AIC23的語音接口設(shè)計方法，詳細(xì)講解了語音AGC的實現(xiàn)方法。充分利用AIC23接口簡單靈活、輸入和輸出信噪比高、增益可調(diào)的特點，使所設(shè)計的語音接口電路簡單、音質(zhì)清晰、音量穩(wěn)定。