新型芯片類的Codec和用微控制器實(shí)現(xiàn)的Codec新技術(shù)

　　3、新型芯片類Codec

　　3.1關(guān)于話音頻帶編解碼器

　　16位線性DSP編解碼器在話音數(shù)字化和至DSP的串行接口中提供了極高的性能和極大的靈活性。PCM編解碼器以8kSPS的采樣速率在話音上執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的A律/μ律編碼(ADC)和解碼(DAC)。

　　3.2微功耗音頻編解碼器AIC111

　　AIC111 是與微功耗DSP或微控制器相兼容的音頻編解碼器，它能夠?yàn)橹T如個(gè)人醫(yī)療設(shè)備(比如助聽器、聽覺預(yù)處理和低功耗頭戴式耳機(jī))等應(yīng)用提供高，性能的模擬接口解決方案。AIC111支持1.3VCMOS數(shù)字SPI接口，并包括外部傳聲器電源和偏壓，以及低電池電量監(jiān)視器和指示器。圖2為結(jié)構(gòu)與引腳功能示意圖。

　　其主要特點(diǎn)為：能夠在采用1.3 V電源的條件下進(jìn)行400μW滿功率操作；其ADC規(guī)格, 動(dòng)態(tài)范圍為87dB，THD為73dB(在100Hz至10kHz范圍內(nèi))，采樣速率40kSPS；低噪聲PGA/增益壓縮器前端；由片上低抖動(dòng)振蕩器生成所有的內(nèi)部時(shí)鐘以及5MHz輸出DSP/微控制器時(shí)鐘； DSP/SPI接口支持TMS320654x、TMS320C55x和MSP430；封裝型式：32引腳QFN或FlipChip裸芯片，可在個(gè)人醫(yī)療設(shè)備、低功耗頭戴式耳機(jī)上應(yīng)用。

　　3.3能簡(jiǎn)化手持多媒體產(chǎn)品設(shè)計(jì)的高集成度立體聲音頻CODEC MAX9851/MAX9853

　　該芯片MAX9851/MAX9853集成了所有必需的放大器，并獲得了最佳的音頻質(zhì)量，同時(shí)降低了總體方案的面積和成本。這些器件對(duì)于多媒體手機(jī)和MP3/便攜式多媒體播放器等應(yīng)用非常理想。圖3為結(jié)構(gòu)與外接示意圖。

　　其主要特點(diǎn)為：能支持兩組數(shù)字接口，即具有獨(dú)立數(shù)據(jù)速率(從8kHz到48kHz)的數(shù)字話音和數(shù)字音頻；有內(nèi)置混合器與多種音源接口，例如鈴音發(fā)生器、 FM廣播以及應(yīng)用和基帶處理器；主動(dòng)限制輻射、無須濾波器的超低EMI D類放大器；回放/錄音通道上的話音波段濾波器實(shí)現(xiàn)ETSI兼容的系統(tǒng)設(shè)計(jì)；自動(dòng)耳機(jī)檢測(cè)及 音量控制。

　　3.4低功耗，高集成度、可編程16位、26kSPS、雙通道CODEC TLV320AIC20K

　　TLV320AIC20K是低成本、高性能、雙通道話音編解碼器。它具有兩個(gè)16位模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換通道和兩個(gè)16位數(shù)字模擬(D/A)轉(zhuǎn)換通道，可通過可編程模擬交叉點(diǎn)與手機(jī)、頭戴式耳機(jī)、揚(yáng)聲器、傳聲器或用戶線相連。圖4為結(jié)構(gòu)與引腳功能示意圖。

　　其主要特點(diǎn)為；立體聲16位過采樣△∑型ADC/DAC；可編程采樣速率高達(dá)26kSPS(采用片上IIR/FIR濾波器時(shí))和最大104kSPS(采用 IIR/FIR濾波器進(jìn)行旁路)；在13kHz帶寬內(nèi)，片上FIR產(chǎn)生了84dB SNR(對(duì)于ADC) 和92dBSNR(對(duì)于DAC)；主機(jī)端口為二線式接口、可選 或 ;差分和單端模擬輸入/輸出;與常用的TMS320 DSP系列和微控制器電源完全兼容，即1.65V-1.95V數(shù)字內(nèi)核，1.1V-3.6V數(shù)字I/O,2.7V-3.6V模擬?？稍跓o線附件、免提式車載成套工具、VOIP及電纜調(diào)制解調(diào)器上應(yīng)用。

　　4、用微控制器實(shí)現(xiàn)Codec的編碼與解碼技術(shù)方案

　　眾所周知,MAXQ3120 μC包含有兩個(gè)精密的16位ADC通道、一個(gè)l6×l6乘法器以及一個(gè)40位累加器。雖然MAXQ3120不含DAC通道，有很多低成本的精密串行DAC可用于此功能。其它的工作則是構(gòu)建一個(gè)軟件來連接這些外圍器件。

　　4.1先述編碼方案

　　可通過三步完成編碼：轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)為數(shù)字量，對(duì)數(shù)字采樣進(jìn)行再抽樣并濾波，最后，用A率或μ率編碼轉(zhuǎn)換方式壓縮采樣至八位。

　　第一步是A/D轉(zhuǎn)換，最容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)锳DC通道已內(nèi)置于MAXQ3120。MAXQ3120每48μs產(chǎn)生一個(gè)新的16位轉(zhuǎn)換結(jié)果。這意味著對(duì)于8MHz的處理器時(shí)鐘，系統(tǒng)可以有384個(gè)指令周期來處理采樣。

　　很巧，數(shù)字采樣的處理只是簡(jiǎn)單地讀取ADC并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于一個(gè)環(huán)形緩沖器。緩沖器總是保存著32個(gè)最近的16位采樣結(jié)果。MAXQ3120有256字的16位RAM。這樣，每個(gè)通道的環(huán)形緩沖器僅消耗全部可用RAM的12.5%。

　　ADC每48μs采一個(gè)樣，但通信網(wǎng)絡(luò)每125μs需要一個(gè)新的采樣。因此，無論如何處理信號(hào)，都必須對(duì)其進(jìn)行再抽樣。

　　編碼的第二步。最簡(jiǎn)陋的方法之一就是，當(dāng)收到一個(gè)幀脈沖時(shí)，只接受最近的一個(gè)采樣來做進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換，而扔掉所有其他采樣。

　　每收到一個(gè)幀脈沖，MAXQ3120的Codec軟件對(duì)環(huán)形緩沖器中匯集的采樣實(shí)施31抽頭FIR濾波器算法。該濾波器的3dB截止點(diǎn)位于3.5kHz，可提供抗混疊和進(jìn)一步的采樣重構(gòu)功能，降低∑-△ADC通道的噪聲。經(jīng)濾波處理后的結(jié)果是一個(gè)16位采樣，可用于A率或U率壓縮。

　　有多種方法可以對(duì)16位線性編碼進(jìn)行壓縮。直接計(jì)算和分段逼近是兩種常用方法。在此僅是利用MAXQ3120程序空間較大的特點(diǎn)，建立了兩個(gè)128字的表格，一個(gè)用于μ率編碼/解碼，另一個(gè)用于A率。利用這些表格，我們進(jìn)行編碼的第三步，壓縮采樣為八位格式。