EDN China > 设计实例 > 医疗电子 > 手术仪器 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

新型芯片类的Codec和用微控制器实现的Codec新技术

半导体应用网/作者:鲁维德?? 2008年07月08日 ?? 收藏0

  1、前言-发送与接收给Codec(编码器/解码器)提出新要求

  今天,话音业务在最开始的时候就被转换成了数字形式,并和成百上千的其他话音、电子邮件和网页等信息一同,由一条光纤传输。

  数字电话催生了信息时代,并继续以新的技术,如因特网话音(VolP),改变着通信工业的前景。然而,无论变化常最大, Codec(编解码器)的工作不会改变,那就是必须在线路上的某个点,将话音转换为数字,并将数字转换回话音。

  Codec 是coder/decoder(编码器/解码器)的缩写,它包含:一个模拟到数字转换器(ADC),其作用将音频转换为位流;一个数字到模拟转换器 (DAC),其作用将收到的位流转换回音频;再加上一个接口,其作用和其他Codec共享总线,并通过总线插入/取回数字化的音频信息。

  一个Codec就是一片独立的混合信号半导体器件。对于简单应用而言,例如端局交换机中的线卡,这种独立的IC方案能够很好地工作。然而,很多时候还希望对要发送的音频信号作一些预处理(例如限幅、动态范围压缩或频谱整形等),或对收到的音频信号作一些后处理(例如噪声抑制)。则对于这种独立式Codec而言,这些预/后处理任务比较难以实现。这是因为模拟音频信号一经Codec转换,就再也没有机会作进一步处理己直接连接到PCM(脉冲编码调制)干线的这种独立式的Codec了。怎么办?可以应用一种新的方案,即采用当今各新型微控制器(μC)和外部DAC作音频Codec,同时对入站和出站位流进行额外的处理。值此以MAXQ3120微控制器为例,如何应用将其变为音频Codec的方案作分折说明,并对新型芯片类Codec作介绍。为此应先了介有关 Codec基本技术。

  2、采用MAXQ3120微控制器(μC)和外部DAC作音频Codec新方案

  值此应先了介有关Codec基本技术。

  2、Codec基本技术

  2.1码字的长度的选择

  在数字电话还未问时,人们就定义保持一个话音信号清晰可辨的必要频段约为300Hz至3.5kHz。此范围之外的频率对于语音信号的清晰度无益。根据 Nyquist定律,对于信号的采样率必须至少为其最高频率的两倍,因此所有话音Codec都工作于每秒8,000个采样-多于所要求的3.5kHz的两倍,每个采样都被转换为一个数字化的码字。然而,码字的长度又带来另一个问题。在任何数字系统中,都必须在信号的完整性和字长间做出折衷。

  为获得高保真,系统设计者应选择较大的字长,但位数越多带宽越高,而带宽是要付出成本的。另一方面,如果设计者选择较小的字长以节省带宽成本,话音质量就会有所损失。实践证明,为了适应人类话音的整个范围,从最轻的低语到大声的喊叫,看起来有必要采用十二到十四位分辨率。

  2.2非线性Codec最佳方案-典型PCM Codec的响应曲线

典型PCM Codec的响应曲线,是最佳方案是非线性Codec

  图1 是典型PCM Codec的响应曲线,是最佳方案是非线性Codec。从图1中看出这种类型的Codec特征:人们的耳朵对于响亮声音的小误差更“宽容”,而对于微弱声音的小误差很敏感。图1中,静默状态位于零线附近;轻微的话音相对于中心线有小量偏移,而响亮的话音偏移较多。在这样的器件中,零线附近的编码密度高于远离零线处的编码密度,使Codec既能为低电平信号提供满意的性能,同时为高电平信号提供足够的动态范围。

  2.3数字端其Codec必须与PCM干线接口。

  各个Codec并不是通过单独的一组线连接到其相应的中继设备上,而是一定数量的Codec一同被连接到一条共享的总线-PCM干线上。为了协调传输过程,这些Codec共用一个位时钟,而用单独的帧脉冲指挥每个器件开始发送和接收。按照北美标准,24个Codec共享一条PCM干线,某种类型的时序器逻辑以1,544,000位/秒的速率控制着其运行节奏。

  2.2 PCM Codec的类型设定,即采样信号进行编码的方案

  当今,用于电话的PCM Codec已有了统一的帧速率(采样率)。常用的采样信号进行编码方案有两种:A率(用于欧洲的)和μ率(用于美国和日本的)。有两种基本线速率正在使用:欧洲的E1(2.048Mbps)和美国的DSl(1544Mbps)。故值此讨论的设计为DSI(或称TI) Codec,其工作于A率或U率模式。

  μ率编码方案按照一定规则(公式)对采样信号进行编码:其中μ是本规则的特征参数,典型为255。A 率Codec的编码方式略有不同:其中A是本规则(公式)的特征参数,通常为87.6,有些情况下为87.7。需要注意的是,当接近于零时,A率函数是线性的;只有当输入大于1/A后它才变为对数。


上一页123下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

芯片类? Codec? 微控制器?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈