麦克风和喇叭的输入/输出采用差分接法,提高抗干扰性能。晶体振荡器频率为12 MHz,对应的XTALSEL[3:1]引脚输入值为“010”,引脚ENABXTAL输入高电平。由于选用片内语音CODEC,引脚CSEL输入高电平,则与片外语音CODEC通信的数字接口SDI,SDO,SCLK,STRB必须全部接地。引脚EEC和FEC是输出端口,可以悬空。C-BUS接口与微控制器对应相接,CLK时钟频率为1 MHz,通过C-BUS接口先配置内部寄存器,确定其工作方式。在编码正常工作状态下,微控制器根据SYNC端口与CMX638同步,通过IRQN接收中断信号,读取压缩的数据帧并存储为后级处理;在解码过程中,微控制器向CMX638送入数据帧解码,恢复源语音信号。
4.2 CMX638与PCM3500接口电路设计
CMX638使用灵活,当选用片外语音CODEC时,其典型应用是与PCM3500配合使用,图5为应用电路。PCM3500是Burr-Brown公司开发的16位低功耗A/D和D/A转换器,系统晶体振荡器时钟频率为4.096 MHz,采样率为8 kHz。端口BCK时钟频率为128 kHz。MS端输入高电平为主动工作模式,FS主动输出同步信号,BCK输出时钟信号。引脚TSC输入低电平,控制时隙操作模式,当同时使用多片 PCM3500时才使能该功能,对应的FSO为输出口,可悬空。引脚LOOP使能A/D转换器与D/A转换器循环连接。HPFD输入高电平,取消高通滤波器,可滤除输入的直流分量。麦克风和喇叭采用单端输入/输出方式,输入端接增益为22的放大电路和直流偏置电路,输出端接上低通滤波器,提高信噪比。数字接口与CMX638的SPI接口对应连接,实现数据交换。
由于CMX638选用片外的语音CODEC,端口CSEL应输入低电平,利用REC连接PCM3500的PDWN端口,对其复位;模拟输入/输出端需要增加相应的放大和滤波电路。微控制器配置内部寄存器EXCODECCONT($0B)可使CMX638与PCM3500的通信接口工作方式相对应,如图5所示。该电路同样实现麦克风的语音信号的采集,直接压缩;再解压缩恢复源信号输出到喇叭。图4和图5都可以灵活应用于话音记录仪,语音通信系统,数字链路等领域。
5 结语
随着数字语音通信的高速发展,要求在极低传输速率中保持高质量语音信号。改进编码速率低于4 Kb/s的压缩算法无疑成为当前研究热点。作为最有潜力的波形内插语音编码算法,其今后研究重点为与其他低速率语音编码技术更合理相互补充;特征波形提取和对齐问题。CMX638采用鲁棒的先进低复杂性波形插入技术的语音编解码算法,在低速率下保持长话级的语音质量,不但节约存储资源,而且能够减小对通信带宽的要求。声码器CMX638集成了A/D和D/A转换器,可直接处理模拟信号,使用灵活,具有广阔的应用前景。