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新型语音压缩编解码器AMBE2000 |
| 发布时间:2005年1月3日 点击次数:1142 |
| 来源: 作者:邢建泉 |
摘要:AMBE2000是美国DVSI公司推出的一种具有专利技术的语音压缩/解压芯片。利用该芯片能进行全双工的压缩和解压,从而以极高的压缩率提供高品质的语音质量。文中介绍了它的主要特点、引脚功能、控制接口及应用电路。 关键词:语音压缩;格式字;FEC;VAD;AMBE2000 1 引言 AMBE2000是一种高性能、低功耗的单片实时语音压缩解压芯片,其压缩率可在2kbps~9.6kbps范围内由软件调节,且具有FEC(前向纠错)、VAD(语音激活检测)功能和DTMF信号检测功能,因此可广泛应用于卫星通信、数字移动通信、保密通信、语音邮件等方面。 AMBE2000的主要特性及参数如下: ●具有高品质的语音质量; ●压缩数据率可在2kbps~9.6kbps范围内用软件调节; ●纠错率范围为50bps~7.2kbps; ●具有VAD(语音激活检测)/CNI(插入舒适噪声)功能; ●具有DTMF信号检测和产生功能; ●电源电压:+3.3V; ●工作温度范围:-40~+100℃; ●采用100脚TQFP封装。
表2 语音数据位选择(无格式)
AMBE2000的引脚说明如下: CHANN_SEL0~1(75,77)脚:主机接口类型选择端具体操作见表1所列; BAUD_SEL0~1(80~81)脚:无格式语音数据位选择端具体操作见表2所列 RATE_SEL0~4(70~74)脚:语音压缩率与前向纠错率选择端具体操作见表3所列; CODEC_SEL0~1(84~85)脚:A/D和D/A接口选择端口具体操作见表4所列;
*注:压缩数据率也可通过控制字改变。 表4 A/D-D/A硬件配置
VAD_EN(86)脚:使能语音激活检测功能端(高电平有效); ECHOCAN_EN(78)脚:使能回声消除功能端(高电平有效); SLEEP_EN(83)脚:休眠模式控制端口(高电平有效); SLIP_EN(82)脚:滑动模式控制端口(高电平有效); X2/CLKIN(68)脚:16.384MHz时钟输入脚; X1(67)脚:内部振荡器输出; RESETN(69)脚:复位脚(低有效); EPR(20)脚:编码包就绪标志; SOFT_EN(79)脚:使能软件误码判断端口(高电平有效); CHAN_RX_DATA(32)脚:用于接收主机数据到AMBE2000; CHAN_TX_DATA(42)脚:用于将AMBE2000数据发送到主机; CHAN_RX_LK(28)脚:主机接收时钟; CHAN_TX_CLK(34)脚:主机发送时钟; CHAN_TX_STRB(38)脚:主机发送/接收帧同步脉冲; CHAN_RX_STRB(30)脚:主机接收帧同步脉冲端口; CODEC_RX_STRB(29)脚:A/D帧同步脉冲接收端; CODEC_TX_STRB(37)脚:D/A帧同步脉冲发送端口; CODEC_RX_DATA(31)脚:A/D发送PCM数据给AMBE2000; CODEC_TX_DATA(41)脚:AMBE2000发送PCM数据到D/A; CODEC_RX_CLK(27)脚:A/D时钟; CODEC_TX_CLK(33)脚:D/A时钟; CLOCK_MODE(51)脚:时钟模式选择端口,该端口接高电平时选择晶体振荡模式;当接低电平时选择外部时钟); VDD(8,11,12,23,36,39,44,45,46,47,48,49,54,57,64,76,87,90脚):正电源; GND(1,9,10,25,26,35,40,50,52,53,56,63,65,88,89脚):接地端; 其余管脚:N.C,悬空不用。 AMBE2000与主机的接口数据格式分为两种:一种是有格式;另一种是无格式。 3.1 有格式 在有格式情况下,AMBE2000大约每20ms生成一个压缩数据包,这个数据包共由24个字组成;数据包生成后,其EPR管脚会输出一个短的负脉冲指示,依此来决定对数据包的处理。数据包的具体构成如下: 格式字0:固定为x13ECH,为数据包的头; 格式字1:高8位用于芯片功率控制,0x00表示正常工作模式;0x55表示低功耗模式。低8位的位功能(高有效)如表5所列;
表6 格式字2-6格式
格式字2~6:用于指定和表示芯片的压缩数据率,具体如表6所列; 格式字7:该位在输入数据包中不用,因此,在设计时,应将其设置为0x0000;而在输出数据包中表示误码率; 格式字8、9:不用,通常设置为0x0000; 格式字10:高8位用于控制和表示DTMF信号的幅度,范围从3~-60dBm0(例如:0x03=3,0x00=0,0xC4=-60);低8位用于控制和检测DTMF信号,所发出和检测的信号为标准的北美呼叫音。DTMF代码见表7所列。
表8 格式字11格式
格式字11:高8位用于解码器音量控制,其中0x80表示原音量,0xFF为原音量的两倍,小于0x80为减小音量;低8位的功能如表8所列。其中编码/解码选择如下:00为编码+解码;01为编码;10为解码;11为不用; 格式字12~23:压缩数据信息。根据数据率的不同,其数据位数也不相同。数据位数和压缩数据率的关系如下: 位数=压缩数据率(bps)/50(bps) 例如,在最低压缩率为2kbps时,数据位数为: 2000/50=40位。 3.2 无格式 在无格式情况下,只需要发送数据位,但每秒会减少50bit的数据(与有格式情况相比),因而会降低语音质量。其每个字中包含的数据位数参见表2。每帧的字数和压缩数据率的关系如下: 字数=[压缩数据率(bps)/50(bps)]/位数 式中,所选的位数必须能被选择的压缩数据率整除。AMBE2000串口时钟速率最高为2.048MHz。 图1所示是用AMBE2000和AD73311构成的语音采样、压缩、解压缩实用电路,其中AD73311是A-DI公司的一种声码器芯片,它的采样速率可以达到32kHz、16位采样数据,且具有较好的声音质量,因而可配合AMBE2000使用,在实际应用中取得了良好的效果。图中,AMBE2000选择的管脚接法将压缩率定义为2kbps同时电路设置在外部输入时钟模式,且回声消除、语音激活、滑动补偿功能有效,其EPR脚用来输出数据包就绪指示信号。在电路上电正常工作以后,还可以通过软件对AMBE2000进行重新设置,因此,AMBE2000语音压缩编解码器应用起来十分灵活。 语音通信在数字通信中占有十分重要的地位,通过本文所介绍的AMBE2000和AD73311所构成的数据压缩方法,不但可以节约存储资源,而且能够减小对通信带宽的需求。因此,在某些特殊的应用领域,AMBE2000语音压缩编解码芯片有着十分广阔的应用前景。
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