自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)設(shè)計(jì)

1、成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)成績(jī)報(bào)告成績(jī)綜合成績(jī)信息綜合訓(xùn)練 -自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制與解調(diào)班級(jí)：0802211學(xué)號(hào)：22姓名：徐曉琳指導(dǎo)老師：鄭文波指導(dǎo)老師: 趙馨指導(dǎo)老師: 劉泉 2011年12月18日一、目錄一、目錄.2二、摘要2三、正文1、 緒論32、 硬件總體設(shè)計(jì).53、 器件結(jié)束94、 系統(tǒng)調(diào)試法. 13 5、 設(shè)計(jì)結(jié)論與心得會(huì).13 6、 參考文獻(xiàn)13二、摘要ADPCM是自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制的簡(jiǎn)稱，最早使用于數(shù)字通信系統(tǒng)中。該算法利用了語(yǔ)音信號(hào)樣點(diǎn)間的相關(guān)性，并針對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的非平穩(wěn)特點(diǎn)，使用了自適應(yīng)預(yù)測(cè)和自適應(yīng)量化，在32kbps8khz速率上能夠給出網(wǎng)絡(luò)等級(jí)話音質(zhì)量?，F(xiàn)在我們使用的是IMA

2、ADPCM算法，該算法中對(duì)量化步長(zhǎng)的調(diào)整使用了簡(jiǎn)單的映射方法，對(duì)于一個(gè)輸入的PCM值X(n)，將其與前一時(shí)刻的X(n-1)預(yù)測(cè)值做差值 得到d(n)，然后根據(jù)當(dāng)前的量化步長(zhǎng)對(duì)d(n)進(jìn)行編碼，再用此sample點(diǎn)的編碼值調(diào)整量化步長(zhǎng)，同時(shí)還要得到當(dāng)前sample點(diǎn)的預(yù)測(cè)值供下一sample點(diǎn)編碼使用。通過(guò)此算法可將樣點(diǎn)編碼成4bit的碼流，一個(gè)符號(hào)位和三個(gè)幅度位。該算法較簡(jiǎn)單，通過(guò)映射簡(jiǎn)化了運(yùn)算。對(duì)于編碼后的數(shù)據(jù)我們采用了wav文件格式，該格式對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)流進(jìn)行了包裝，由文件頭和數(shù)據(jù)碼流組成，文件頭中指出了音頻數(shù)據(jù)所采用格式、采樣率、比特率、塊長(zhǎng)度、比特?cái)?shù)及聲道數(shù)等信息。數(shù)據(jù)碼流以塊為單位，

3、塊頭指出了該塊起始的預(yù)測(cè)值和index值，碼流中每byte的高四位和低四位分別對(duì)應(yīng)一個(gè)PCM。當(dāng)前該算法以其簡(jiǎn)單實(shí)用的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用到數(shù)字音樂盒和數(shù)字錄音筆中。三、正文1、 緒論自適應(yīng)脈沖編碼調(diào)制(APCM)的概念 自適應(yīng)脈沖編碼調(diào)制(adaptive pulse code modulation，APCM)是根據(jù)輸入信號(hào)幅度大小來(lái)改變量化階大小的一種波形編碼技術(shù)。這種自適應(yīng)可以是瞬時(shí)自適應(yīng)，即量化階的大小每隔幾個(gè)樣本就改變，也可以是音節(jié)自適應(yīng)，即量化階的大小在較長(zhǎng)時(shí)間周期里發(fā)生變化。 改變量化階大小的方法有兩種：一種稱為前向自適應(yīng)(forward adaptation)，另一種稱為后向自適應(yīng)(b

4、ackward adaptation)。前者是根據(jù)未量化的樣本值的均方根值來(lái)估算輸入信號(hào)的電平，以此來(lái)確定量化階 圖1-1的大小，并對(duì)其電平進(jìn)行編碼作為邊信息(side information)傳送到接收端。后者是從量化器剛輸出的過(guò)去樣本中來(lái)提取量化階信息。由于后向自適應(yīng)能在發(fā)收兩端自動(dòng)生成量化階，所以它不需要傳送邊信息。前向自適應(yīng)和后向自適應(yīng)APCM的基本概念，如圖所示。 圖1-2自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM) ADPCM(adaptive difference pulse code modulation)綜合了APCM的自適應(yīng)特性和DPCM系統(tǒng)的差分特性，是一種性能比較好的波形編碼。

5、它的核心想法是：利用自適應(yīng)的思想改變量化階的大小，即使用小的量化階(step-size)去編碼小的差值，使用大的量化階去編碼大的差值,使用過(guò)去的樣本值估算下一個(gè)輸入樣本的預(yù)測(cè)值，使實(shí)際樣本值和預(yù)測(cè)值之間的差值總是最小。它的編碼簡(jiǎn)化框圖如圖所示。接收端的譯碼器使用與發(fā)送端相同的算法，利用傳送來(lái)的信號(hào)來(lái)確定量化器和逆量化器中的量化階大小，并且用它來(lái)預(yù)測(cè)下一個(gè)接收信號(hào)的預(yù)測(cè)值。差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)的概念 差分脈沖編碼調(diào)制DPCM(differential pulse code modulation)是利用樣本與樣本之間存在的信息冗余度來(lái)進(jìn)行編碼的一種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。差分脈沖編碼調(diào)制的思想是，根

6、據(jù)過(guò)去的樣本去估算(estimate)下一個(gè)樣本信號(hào)的幅度大小，這個(gè)值稱為預(yù)測(cè)值，然后對(duì)實(shí)際信號(hào)值與預(yù)測(cè)值之差進(jìn)行量化編碼，從而就減少了表示每個(gè)樣本信號(hào)的位數(shù)。它與脈沖編碼調(diào)制(PCM)不同的是，PCM是直接對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行量化編碼，而DPCM是對(duì)實(shí)際信號(hào)值與預(yù)測(cè)值之差進(jìn)行量化編碼，存儲(chǔ)或者傳送的是差值而不是幅度絕對(duì)值，這就降低了傳送或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。此外，它還能適應(yīng)大范圍變化的輸入信號(hào)。 圖1-3圖1-4國(guó)內(nèi)外發(fā)展ADPCM在除了數(shù)字音樂盒和數(shù)字錄音筆以外的其他領(lǐng)域都有應(yīng)用，如藍(lán)牙耳機(jī)。藍(lán)牙耳機(jī)如今正面臨著提高語(yǔ)音信號(hào)質(zhì)量、降低功耗等壓力，用戶開始要求其語(yǔ)音信號(hào)的質(zhì)量要與固定電話相當(dāng)，這就需要在

7、技術(shù)層面上解決傳輸質(zhì)量的難題。語(yǔ)音信道采用連續(xù)可變斜率增量調(diào)制（CVSD）語(yǔ)音編碼方案，并且SCO（同步語(yǔ)音信道）規(guī)定數(shù)據(jù)包不得重傳。藍(lán)牙技術(shù)中選用CVSD CODEC，是因?yàn)樗谔幚韥G失或損壞的語(yǔ)音樣本時(shí)非?？煽?。背景噪音越高，干擾水平就越高，而CVSD編碼語(yǔ)音卻可以接受誤碼率達(dá)4%的語(yǔ)音。 CSR公司開發(fā)的最領(lǐng)先的技術(shù)AuriStream™，通過(guò)eSCO連接采用自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制（ADPCM）CODEC來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的音頻質(zhì)量，與通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)SCO連接的CVSD編碼信號(hào)相比，功耗可節(jié)省40%。隨著藍(lán)牙耳機(jī)應(yīng)用的持續(xù)增長(zhǎng)，更長(zhǎng)的通話時(shí)間對(duì)于長(zhǎng)途旅行的商務(wù)用戶或重要的電話會(huì)議顯

8、得至關(guān)重要。ADPCM是一種眾所周知并已被廣泛接受的CODEC技術(shù)，它是CVSD的理想補(bǔ)充。后者能夠處理誤碼，因此克服了藍(lán)牙沒有重傳功能，只能依賴于SCO數(shù)據(jù)包來(lái)傳輸語(yǔ)音的不足。但是，eSCO能夠探測(cè)誤碼并對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行重傳，所以沒有必要再依賴CVSD了。ADPCM與CVSD的不同之處在于：它的取樣速度慢，并能夠發(fā)現(xiàn)樣本之間的不同。ADPCM以32Kbps的較低速率（CVSD的速率為64Kbps）傳輸固定電話質(zhì)量的信號(hào)，因此藍(lán)牙傳輸器和接收器只需大約一半的運(yùn)行時(shí)間。CSR公司的試驗(yàn)證明，該方法與所有其它藍(lán)牙系統(tǒng)采用的CVSD編碼技術(shù)相比，能夠?yàn)樗{(lán)牙系統(tǒng)節(jié)省40%的功耗。ADPCM編碼在質(zhì)量方面還

9、有其它的優(yōu)點(diǎn)。在嘈雜的環(huán)境中，通過(guò)采用CSR公司BlueCore6采用了AuriStream技術(shù)的耳機(jī)與同樣采用了AuriStream的手機(jī)相連接，可以使語(yǔ)音撥號(hào)變得更為精確，操作也更簡(jiǎn)單。因?yàn)镃SR公司BlueCore6上采用的AuriStream可支持32Kbps速率的ADPCM（為CVSD的數(shù)據(jù)速率64Kbps的一半），所以還有潛力支持更多的語(yǔ)音信道。CVSD傳統(tǒng)上支持三個(gè)同步SCO語(yǔ)音信道。雖然現(xiàn)在的藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范規(guī)定僅支持三個(gè)信道，但采用藍(lán)牙增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率（藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范v2.0或v2.1，數(shù)據(jù)速率高達(dá)3Mbps）的32Kbps鏈路ADPCM，將有可能支持多達(dá)七個(gè)更高質(zhì)量的eSCO信道。

10、2、硬件總體設(shè)計(jì)原理 （一）ADPCM簡(jiǎn)介 由前面和設(shè)計(jì)我們已經(jīng)知道，在不考慮信道誤碼率的情況下，的性能通常比的差。這主要是因?yàn)楹拖到y(tǒng)不管誤差信號(hào)如何變化，傳輸?shù)脑隽渴枪潭ú蛔兊?。如果使增量的?shù)值隨誤差信號(hào)的變化量化成個(gè)電平之一，然后再進(jìn)行編碼，這樣，系統(tǒng)的性能就會(huì)得到改善。在這樣的系統(tǒng)中，由于對(duì)傳輸?shù)脑隽窟€要經(jīng)過(guò)脈沖編碼調(diào)制，因而稱它為增量脈沖編碼調(diào)制或差分脈沖編碼調(diào)制。下面先介紹的基本原理。圖1-1給出了系統(tǒng)原理框圖。圖中輸入抽樣值信號(hào)為，接收端輸出重建信號(hào)為，是輸入信號(hào)與預(yù)測(cè)信號(hào)的差值， 是經(jīng)量化后的差值，是信號(hào)經(jīng)編碼后輸出的數(shù)字碼。編碼器中的預(yù)測(cè)器與解碼器的預(yù)測(cè)器完全相同，因此，在信道

11、傳輸無(wú)誤碼的情況下，解碼器輸出的重建信號(hào)與編碼器的完全相同。的總量化誤差定義為輸入信號(hào)與解碼器輸出的重建信號(hào)之差，即有由上式可知，在這種系統(tǒng)中，總量化誤差只和差值信號(hào)的量化誤差有關(guān)。自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制（）是語(yǔ)音壓縮編碼中復(fù)雜度較低的一種方法，它能在32kb/s數(shù)碼率上達(dá)到符合64kb/s數(shù)碼率的語(yǔ)音質(zhì)量要求，也就是符合長(zhǎng)途電話的質(zhì)量要求。是在差分脈沖調(diào)制基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)的，的主要改進(jìn)是量化器與預(yù)測(cè)器均采用自適應(yīng)方式，即量化器與預(yù)測(cè)器的參數(shù)能根據(jù)輸入信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性自適應(yīng)于最佳或接近最佳參數(shù)狀態(tài)。編解碼系統(tǒng)的原理方框圖如圖1-2所示。下面著重介紹四個(gè)部分。+-ADPCM碼輸出非線性至線性PCM變

12、換自適應(yīng)量化器定標(biāo)因子自適應(yīng)自適應(yīng)速度控制器自適應(yīng)逆量化器度控制器自適應(yīng)預(yù)測(cè)器度控制器+（a） 編碼器+自適應(yīng)逆量化器自適應(yīng)速度控制器自適應(yīng)預(yù)測(cè)器定標(biāo)因子自適應(yīng)非線性至線性PCM變換同步編碼調(diào)整單元（b） 解碼器圖1-5 編解碼系統(tǒng)原理圖1、輸入輸出單元輸入輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)的A律或律64kb/s ADPCM主要應(yīng)用于擴(kuò)充現(xiàn)有PCM信道傳輸容量，即把兩個(gè)30路PCM信號(hào)合并成一個(gè)2048kb/s的60路ADPCM信號(hào)，這是ITU-T G.761建議的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。因此，采用標(biāo)準(zhǔn)的64kb/s PCM作為ADPCM系統(tǒng)的輸入接口是合理的。由于標(biāo)準(zhǔn)64kb/s PCM是經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)壓縮后的數(shù)字信號(hào)，它不能直接

13、進(jìn)行一般算術(shù)運(yùn)算，所以，在進(jìn)入ADPCM編碼前，必須把律PCM碼變換成自然二進(jìn)制碼，即線性PCM碼。這一變換可以通過(guò)兩者之間內(nèi)在的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。在接收端，則需要進(jìn)行一次反變換，把ADPCM碼解碼得到用線性PCM碼表示的重建信號(hào)，變換成律或律對(duì)數(shù)PCM信號(hào)輸出。1、同步編碼調(diào)整單元同步編碼調(diào)整單元的功能主要是為了防止在同步級(jí)聯(lián)的情況下（也就是全數(shù)字轉(zhuǎn)接ADPCM-PCM-ADPCM-PCM-ADPCM）可能發(fā)生的量化噪聲的積累問(wèn)題。同步編碼調(diào)整的原理簡(jiǎn)述如下：在重建PCM信號(hào)輸出到信道前，讓再進(jìn)行一次ADPCM編碼，然后把這個(gè)碼與輸入ADPCM原始碼進(jìn)行比較。若比較后兩者不相同，就對(duì)PCM碼增

14、加或減少一個(gè)PCM量化電平；如相同，則不作調(diào)整。其具體過(guò)程如下： 建PCM信號(hào)變換成線性PCM重建信號(hào)； 計(jì)算差值信號(hào)； 根據(jù)定標(biāo)因子，將再編成ADPCM碼字； 把與輸入的ADPCM原始碼進(jìn)行比較：若，則；若，則增加一個(gè)量化電平；若，則減小一個(gè)量化電平。2、自適應(yīng)量化圖1-6 雙模式產(chǎn)生原理ITU-T G.721建議采用L =16的雙模式非均勻自適應(yīng)量化器。由于差值信號(hào)接近于高斯分布，所以采用輸入為高斯分布的最佳非均勻量化器。最佳非均勻自適應(yīng)量化器對(duì)于不同輸入統(tǒng)計(jì)特性應(yīng)有不同的自適應(yīng)調(diào)制因子。ITU-T要求32kb/s ADPCM對(duì)語(yǔ)音與語(yǔ)音頻帶內(nèi)數(shù)據(jù)信號(hào)都應(yīng)具有最佳性能，故采用動(dòng)態(tài)鎖定DLQ

15、或雙模式自適應(yīng)量化器。量化器的定標(biāo)因子由快速因子與慢速因子組合而成，即式中，為自適應(yīng)速度控制參數(shù)。對(duì)于語(yǔ)音信號(hào)，趨于1；對(duì)于Modem數(shù)據(jù)信號(hào)，趨于0，是通過(guò)比較差值信號(hào)的短時(shí)平均值與長(zhǎng)時(shí)平均值的差異來(lái)確定的。雙模式非均勻自適應(yīng)量化器的定標(biāo)因子產(chǎn)生的原理框圖如圖1-3所示。3、 自適應(yīng)預(yù)測(cè)器ITU-T G.721建議采用零極點(diǎn)后向序貫自適應(yīng)預(yù)測(cè)器。它有6個(gè)零點(diǎn)（M=6）與2個(gè)極點(diǎn)（N=2），并采用次優(yōu)化的梯度符號(hào)法來(lái)自適應(yīng)修正預(yù)測(cè)系數(shù)。由于的多階極點(diǎn)預(yù)測(cè)器的穩(wěn)定條件較難確定，因此，在有誤碼存在時(shí)，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。設(shè)計(jì)證明，8階零點(diǎn)預(yù)測(cè)器能取得相當(dāng)高的預(yù)測(cè)增益。因而，采用6階零點(diǎn)與2階極點(diǎn)預(yù)

16、測(cè)器的組合，可以取得良好的預(yù)測(cè)增益。具體細(xì)節(jié)請(qǐng)參考其它相關(guān)資料。（二）電路原理本設(shè)計(jì)模塊中實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)差分脈碼調(diào)制ADPCM采用的是大規(guī)模集成電路專用芯片MC145540。MC145540的量化器與預(yù)測(cè)器均為自適應(yīng)方式。當(dāng)以高于奈奎斯特速率對(duì)話音或視頻信號(hào)抽樣時(shí)，在前后樣值間可以看到有明顯的相關(guān)性，將這些相關(guān)樣值按通常PCM系統(tǒng)的方式加以編碼時(shí)會(huì)使得編碼信號(hào)含有多余信息。如果在編碼前將這種多余信息去掉，則可得到效率較高的編碼信號(hào)。為此，可先利用信號(hào)的相關(guān)性對(duì)未來(lái)樣值進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)器通常為抽頭延時(shí)濾波器（即FIR濾波器）。線性預(yù)測(cè)器的預(yù)測(cè)值為：其中為預(yù)測(cè)系數(shù)，在DPCM中為常數(shù)，在ADPCM中為自

17、適應(yīng)變量。N為預(yù)測(cè)階數(shù)?？梢愿鶕?jù)預(yù)測(cè)誤差能量最小的準(zhǔn)則求出預(yù)測(cè)系數(shù)。這樣，PCM編碼器就只是對(duì)差值信號(hào)進(jìn)行量化和編碼，以達(dá)到DPCM或ADPCM編碼的目的。模擬信號(hào)從“S-IN”點(diǎn)輸入，經(jīng)電容E609（10F）、電阻R627（10K）后到運(yùn)放的反相輸入TI-端，運(yùn)放的輸出端一方面送至增益調(diào)整電路和濾波器電路，另一方面，經(jīng)過(guò)TG端至反饋電阻R628（10K）到運(yùn)放的反相輸入TI-端，運(yùn)放的輸出端一方面送至增益調(diào)整電路和濾波器電路 ，另一方面經(jīng)過(guò)TG端至反饋電阻R628后到TI-端構(gòu)成負(fù)反饋，放大倍數(shù)=R628/R627=10K/10K=1，故為1:1，沒有放大作用。濾波器的輸出信號(hào)一方面送至側(cè)音

18、增益調(diào)整電路，另一方面送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，變成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入PCM編碼電路，輸出PCM信號(hào)，再經(jīng)過(guò)ADPCM編碼電路，輸出到發(fā)送串行移位寄存器電路中，最后ADPCM數(shù)據(jù)從第20引腳（DT端）輸出。ADPCM數(shù)據(jù)信號(hào)從第25引腳（DR端）進(jìn)入，串行輸入至接收串行移位寄存器電路中，經(jīng)過(guò)ADPCM譯碼器進(jìn)行譯碼，輸出PCM數(shù)據(jù)碼，再經(jīng)過(guò)接收數(shù)字增益調(diào)整電路后從第5引腳（RO端）輸出模擬信號(hào)。特別強(qiáng)調(diào)的是，該芯片的工作是由外部CPU對(duì)其內(nèi)部16個(gè)字節(jié)的RAM進(jìn)行編程，由程序進(jìn)行控制。(三) MC145540介紹1 ADPCM專用芯片MC145540介紹 C145540ADPCM芯片特征a單一供電方式：

19、2.7V5.25Vb低功耗:5V時(shí),150mW，功耗下降0.3mW；3V時(shí),65 mW，功耗下降0.2mWc低噪聲:有差分模擬電路d律/A律壓擴(kuò)PCM編譯碼/濾波器電路e三種速率選擇(32、24、16kbit/s)、四種算法ADPCM CODEC 完全滿足G721、723、726和G714的PCM性能。f.用可編程雙音頻發(fā)生器。g.編程控制，發(fā)送增益調(diào)整，接收增益調(diào)整與側(cè)音增益調(diào)整。h.可直接與話筒接口的低噪聲、高增益的三端輸入運(yùn)算放大器電路。i.可直接與揚(yáng)聲器接口的推挽300負(fù)載阻抗。j.提供振鈴接口的推挽300的驅(qū)動(dòng)電路。k.降功耗供電方式，3V電源送入數(shù)字信號(hào)處理電路；5V電源送入模擬信

20、號(hào)處理電路。l收端具有噪聲突發(fā)檢測(cè)算法。m 有串行控制口和監(jiān)控內(nèi)存，可實(shí)現(xiàn)微計(jì)算機(jī)控制。3、管腳功能簡(jiǎn)介第1引腳（TGTransmit Gain）：發(fā)送增量控制。由第2引腳（TI-）和第3引腳（TI+）輸入的音頻模擬信號(hào)經(jīng)輸入運(yùn)放后從該端輸出。該端實(shí)質(zhì)上是發(fā)送濾波器的輸入端。這是設(shè)定運(yùn)算放大器增益的輸出和輸入到發(fā)送帶通濾波器。此運(yùn)算放大器能驅(qū)動(dòng)2K負(fù)載到VAC引腳。當(dāng)TI-和TI+連到VDD時(shí)，TG運(yùn)算放大器掉電，TG引腳變成高阻抗，輸入到發(fā)送放大器。此引腳上的所有信號(hào)以VAC引腳為基準(zhǔn)。當(dāng)器件是在模擬掉電方式下時(shí)，此引腳是高阻抗。此運(yùn)算放大器由VDD引腳加電。第2引腳（TI-Transmit

21、 Analog Inverting Input）：模擬運(yùn)算放大器反相輸入端。音頻模擬信號(hào)通過(guò)該端進(jìn)入模擬運(yùn)放。這是發(fā)送增益設(shè)定運(yùn)算放大器的反相輸入。增益設(shè)定電阻通常從此引腳連到TG和從此引腳到模擬信號(hào)源。TI+和TI-引腳的共模范圍從1.0V到2.0V。連接此引腳和TI+到VDD將置此放大器的輸出（TG）于高阻抗?fàn)顟B(tài)，這樣，允許TG引腳作為發(fā)送濾波器的高阻抗輸入。第3引腳（TI+Transmit Analog Input）：模擬運(yùn)算放大器正相輸入端。該端一般與第4腳相接，由第4引腳提供一個(gè)2.4V電平輸入。這是發(fā)送增益設(shè)定運(yùn)算放大器的同相輸入。對(duì)于輸入增益設(shè)定運(yùn)算放大器，此引腳調(diào)節(jié)差分到單端電

22、路。允許輸入信號(hào)以VSS引腳為基準(zhǔn)，使電平移向VAG引腳。TI+和TI-引腳的共模范圍是1.0V到-2V。連接此引腳和TI-（引腳2）到VDD將置此放大器的輸出（TG）于高阻抗?fàn)顟B(tài)，這樣，允許TG引腳作為高阻抗輸入到發(fā)送濾波器。第4引腳（VAGAnalog Ground Output）：模擬對(duì)地輸出端，該端能提供一個(gè)輸出2.4V電壓，輸送給第3引腳。該端必須和地之間接入一個(gè)去耦電容，電容量在0.01f-0.1f之間。器件內(nèi)部所有模擬信號(hào)都以此引腳為基準(zhǔn)。此引腳應(yīng)使用0.01-0.1f陶瓷電容器去耦到VSS。如果音頻信號(hào)處理基準(zhǔn)為VSS，則要特別小心，防止VSS和VAG引腳之間的噪聲。當(dāng)在模擬掉

23、電方式下VAG引腳變?yōu)楦咦杩?。?引腳（RO-Receive Analog Output）：接收模擬信號(hào)輸出端。ADPCM信號(hào)經(jīng)過(guò)變換處理后的模擬音頻信號(hào)從該端輸出。這來(lái)自數(shù)/模變換器的接收平滑濾波器的同相輸出。此輸出能驅(qū)動(dòng)2K負(fù)載到1.575V峰值，基準(zhǔn)為VAG引腳。第6引腳（AXO-Auxiliary Audio Power Inverting Output）：音頻信號(hào)反相輸出端。該端與第7引腳一起可把音頻信號(hào)平衡輸出。這是輔助功率輸出驅(qū)動(dòng)器的反相輸出。此輔助功率驅(qū)動(dòng)器能差動(dòng)地驅(qū)動(dòng)300負(fù)載。此功率放大器從VEXT得電，其輸出能擺動(dòng)到VSS和VEXT的0.5V以內(nèi)。此引腳可以是以VAG引腳

24、或經(jīng)BR2（b7）的VEXT的一半電壓兩者之一為直流基準(zhǔn)。此引腳在掉電下為高阻抗。除了當(dāng)它為模擬信號(hào)輸出而啟動(dòng)外，此引腳是高阻抗。第7引腳（AXO+Auxiliary Audio Power Output）：音頻信號(hào)同相輸出端，功能同AXO-。這是輔助功率輸出驅(qū)動(dòng)器的同相輸出。輔助功率驅(qū)動(dòng)器能差動(dòng)地驅(qū)動(dòng)300負(fù)載。此功率放大器從VEXT得電，其輸出能擺動(dòng)到VSS和VEXT的0.5V以內(nèi)。此引腳可以是以VAG引腳或BR2（b7）的VEXT的一半電壓兩者之一為直流基準(zhǔn)。此腳在掉電下為高阻抗。除了當(dāng)它為模擬信號(hào)輸出而啟動(dòng)外，此引腳為高阻抗。第8引腳（VDSPDigital Signal Proces

25、sor Supply Output）：數(shù)字信號(hào)處理單元電壓輸出端。該端是指向該芯片內(nèi)的數(shù)字信號(hào)處理單元電路提供穩(wěn)定的輸出電壓。電壓為3V。但是它不能向外部負(fù)載電路供電。該引腳與地之間應(yīng)接上一個(gè)去耦電容。電容值在0.1f。此引腳連到在片VDSP電壓調(diào)整器的輸出，供給DSP電路和ADPCM編碼解碼器的其它數(shù)字單元的正電壓。此引腳應(yīng)該用0.1f陶瓷電容器去耦到VSS。此引腳不能用來(lái)對(duì)外部負(fù)載加電，當(dāng)?shù)綦娨跃S持存儲(chǔ)時(shí)此引腳內(nèi)部連到VEXT。第9引腳（VEXTExternal Power Supply Input）：外加電源輸入端。該端由外加一電源電壓輸入，電壓在2.70V-5.25V之間，同時(shí)該端必須

26、接一去耦電容到地，電容值在0.1f。此電源輸入引腳必須在2.70和5.25V之間，在內(nèi)部它連到VDSP電壓調(diào)整器的輸入，5V調(diào)整充電泵、全部數(shù)字I/O，包括串行控制端口和ADPCM串行數(shù)據(jù)端口。此引腳也連到模擬輸出驅(qū)動(dòng)器（PO+、PO-、AXO+和AXO-）。此引腳應(yīng)該用0.1f陶瓷電容器去耦到VSS。當(dāng)器件掉電時(shí)，此引腳內(nèi)部連到VDD和VDSP引腳。第10引腳（PIPower Amplifier Input）：音頻功率信號(hào)放大輸入端。該芯片必須與第5引腳或第6、7引腳的輸出音頻功率信號(hào)之間反饋接入到該端，從第11引腳輸出音頻功率信號(hào)。PI和PC-引腳在反相運(yùn)算放大器中的外部電阻起作用，以設(shè)置

27、PO+和PO-推挽功率放大器輸出的增益。連接PI到VDD將引起掉電，這些放大器和PO+、PO-輸出是高阻抗。第11引腳（PO-Power Amplifier Inverting Output）：音頻功率信號(hào)放大反相輸出端。經(jīng)過(guò)音頻功率放大器放大后的信號(hào)反相從該端輸出。同樣由BR2（b7）控制增益大小 。這是反相功率放大器輸出，用來(lái)提供反饋信號(hào)給PI引腳，以設(shè)置推挽功率放大器輸出的增益。此功率放大器從VEXT得電。其輸出能擺動(dòng)到VSS和VEXT的0.5V以內(nèi)，這在設(shè)定此放大器的增益時(shí)應(yīng)注意。此引腳能驅(qū)動(dòng)300負(fù)載到和電源電壓無(wú)關(guān)的PO+。PO+和PO-的輸出是差動(dòng)的（推挽的）并能驅(qū)動(dòng)300負(fù)載到

28、3.15V值。當(dāng)VEXT用額定5V電源時(shí)它是6.3V峰-峰值。此引腳的偏壓和信號(hào)基準(zhǔn)可以是VAG引腳或經(jīng)BR2（b7）的VEXR一半電壓兩者之一為直流基準(zhǔn)。PO+和PO-之間必須是低阻抗負(fù)載。當(dāng)器件為模擬掉電方式時(shí)，PO+和PO-之間必須是高阻抗。除了它對(duì)模擬信號(hào)輸出始能時(shí)外，此引腳是高阻抗。第12引腳（PO+Power Amplifier Output）：音頻功率信號(hào)放大同相輸出端。功能同PO-。這是同相功率放大器輸出，它是PO-上信號(hào)的反相變型。此功率放大器從VEXT得電，其輸出能擺動(dòng)VSS和VEXT的0.5V以內(nèi)。此引腳功能驅(qū)動(dòng)300負(fù)載到PO-。此引腳可以是以引腳VAG或經(jīng)BR2（b7

29、）的VEXT的一半的兩者之一為直流基準(zhǔn)。當(dāng)器件在模擬掉電方式下時(shí)，此引腳為高阻抗。關(guān)于更多的信息見PI和PO-。除了當(dāng)為模擬信號(hào)輸出而啟動(dòng)外，此引腳是高阻抗。第13引腳（PDI/RESETPower Down Input/Reset）：降功耗輸入/復(fù)位輸入。該端正常時(shí)應(yīng)為高電平狀態(tài)，當(dāng)需要對(duì)該芯片進(jìn)行復(fù)位重新工作時(shí)，必須送入“低電平”，由該電位的上升沿進(jìn)行復(fù)位工作。在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，有兩種方式可進(jìn)行復(fù)位，一種是傳統(tǒng)方式，即硬件復(fù)位電路，另一種是由軟件進(jìn)行復(fù)位。邏輯0加到此輸入強(qiáng)制器件進(jìn)入低功率耗散方式。在此引腳的上升沿引起電源恢復(fù)并強(qiáng)制ADPCM復(fù)位狀態(tài)（在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定）。第14引腳（SCP EN

30、Serial Control Port Enable Input）：串行控制口使能信號(hào)輸入端。MC145540內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)處理單元必須要由外部CPU控制單元對(duì)其芯片內(nèi)的16個(gè)字節(jié)的RAM進(jìn)行編程控制，才能工作，否則，該芯片不工作，但SCPCLK端、SCP TX端和SCP RX一起操作，該端是使能信號(hào)輸入端。本設(shè)計(jì)中由U306（89C2051）CPU的P1.6、P1.5、P1.4、P1.3同時(shí)控制。第15引腳（SCP CLKSerial Control Clock Input）：串行控制口發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)輸入端。其主要功能同上。到此器件的輸入是用來(lái)控制進(jìn)入SCP接口或從其出來(lái)的數(shù)據(jù)的傳輸速率。數(shù)據(jù)

31、在SCPCLK的上升沿上從SCP RX進(jìn)入MC145540 ADPCM編碼解碼器。數(shù)據(jù)在SCPCLK的下降沿在SCP TX上移出器件。SCPDLK可以是04.096MHz的任何頻率，當(dāng)SCPEN變低，發(fā)生SCP事務(wù)處理。注意當(dāng)SCPEN高時(shí)（即它可以連續(xù)或能在脈沖串方式下運(yùn)行）SCPCLK被忽略。第16引腳（SCP TXSerial Contral Port Transmit Input）：串行控制口發(fā)送狀態(tài)字輸出端，它必須要和上面的時(shí)鐘信號(hào)與使能信號(hào)一同工作。SCP TX用來(lái)控制輸出和來(lái)自MC145540 ADPCM編碼解碼器的狀態(tài)信息。數(shù)據(jù)在SCPCLK的上升沿上移入器件。SCP RX當(dāng)S

32、CPEN為高或當(dāng)數(shù)據(jù)正在移出SCP TX時(shí)，則SCP RX被忽略。第17引腳（SCP RXSerial Contral Port Transmit Input）：串行控制口接收狀態(tài)字輸入端，其功能同上。第18引腳（FSTFrame Sync，Transmit）：ADPCM編碼幀同步信號(hào)輸入端，在這里是由信號(hào)源模塊中產(chǎn)生的8KHz窄脈沖信號(hào)作為該端的幀同步信號(hào)輸入到該端。當(dāng)在長(zhǎng)幀同步或短幀同步方式中使用時(shí)，此引腳接受8KHz時(shí)鐘，在DT引腳處同步串行ADPCM數(shù)據(jù)的輸出。第19引腳（BCLKTBit Clock，Transmit）：ADPCM編碼電路時(shí)鐘信號(hào)輸入端，在本設(shè)計(jì)中，時(shí)鐘信號(hào)是256K

33、Hz方波信號(hào)，由信號(hào)源模塊產(chǎn)生。當(dāng)在長(zhǎng)幀同步或短幀同步方式中使用時(shí)此引腳接受645120KHz的任何位時(shí)鐘頻率。第20引腳（DRData，Transmit）：由FST和BCLKT控制，并且除了正在輸出的數(shù)據(jù)外是高阻抗。第21引腳（SPCSignal Processor Clock）：數(shù)字信號(hào)處理單元主時(shí)鐘輸入端，該端可輸入一個(gè)20.48或20.736MHz時(shí)鐘信號(hào)作為該芯片的工作時(shí)鐘。在本設(shè)計(jì)中,是由晶振20.48MHz振蕩產(chǎn)生時(shí)鐘提供給該端。此輸入要求20.48或20.736MHz時(shí)鐘信號(hào)用作DSP機(jī)械主時(shí)鐘。器件內(nèi)部分頻此時(shí)鐘經(jīng)PCM編碼解碼器發(fā)生要求的256KHz時(shí)鐘。第22引腳（VSS

34、Negative Power Supply）：接地端。第23、24引腳（CI-，CI+Charge Pump Capacitor Pins）：在第23、24兩引腳之間接0.1f的電容，可作降功耗用。本設(shè)計(jì)沒有用到，故不接任何元器件。這些是電容器連接到內(nèi)部電壓調(diào)整充電泵產(chǎn)生VDD電源電壓。0.1f電容應(yīng)置于這些幀引腳之間。注意如果外部供給VDD，此電容應(yīng)不在電路中。第25引腳（DRData，Receive）：ADPCM譯碼信號(hào)輸入端。同要被譯碼的ADPCM數(shù)據(jù)加到此輸入，工作和FSR及BCLKR同步，在串行格式下進(jìn)入數(shù)據(jù)。第26引腳（BCLKRFrame Sync， Receive）：ADPCM譯碼電路時(shí)鐘信號(hào)輸入端，其類型同BCLKT。當(dāng)用于長(zhǎng)幀同步或短幀同步方式時(shí)，此引腳接受645120KHz的任何位時(shí)鐘頻率。第27腳（FSRFrame Sync，Receive）：ADPCM譯碼電路幀同步信號(hào)輸入端。其類型同F(xiàn)ST。當(dāng)用于長(zhǎng)幀同步或同步方式時(shí)，此引腳接受8KHz時(shí)鐘，同步DR引腳處串行ADPCM數(shù)據(jù)的輸入。在長(zhǎng)幀同步或短幀同步方式中，F(xiàn)SR能對(duì)FST異步運(yùn)行。第28引腳（VDDPositive Power Supply Input/Output）：電源輸入端，接+5V。這是在片電壓調(diào)整充電泵的正輸出和到器件模擬部分的正電源輸入。和通用的電源電壓有關(guān)，此引腳能作用在以下