基于AIC23語音接口及AGC方法的實現(xiàn)

摘要：針對語音接口常見的信號幅度動蕩的問題，設(shè)計了基于語音編解碼芯片AIC23和數(shù)字信號處理器TMS320VC5416的語音接口。研究了基于AIC23內(nèi)部可變增益放大器的語音信號自動增益控制(ACC)方法，所設(shè)計的語音接口電路簡單、音質(zhì)清晰、音量穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞：可變增益放大器；多通道緩沖串口；自動增益控制；數(shù)字信號處理器

語音接口包括采集和播放兩項功能，是語音處理系統(tǒng)中最基本、最關(guān)鍵的部分。語音采集時，輸入信號幅度動蕩會影響后續(xù)處理；語音播放時，輸出信號幅度不穩(wěn)定會惡化收聽效果。所以，語音AGC(自動增益控制)是語音接口中不可或缺的功能單元。TLV320AIC23(簡稱AIC23)是TI公司生產(chǎn)的集成了A／D，D／A轉(zhuǎn)換器和可變增益放大器的高性能語音編解碼芯片，是設(shè)計語音接口的理想選擇。文中介紹了AIC23的特點和結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上給出語音接口及AGC的實現(xiàn)方法。

1 AIC23介紹
1．1 主要特點
(1)集成線輸入可變增益放大器(VGA)，增益范圍-34．5～12 dB，步進1．5 dB；
(2)集成線輸出可變增益放大器(VGA)，增益范圍-73～6 dB，步進1 dB；
(3)I／O電壓、數(shù)據(jù)接口與TI公司的54系列DSP兼容。
1．2基本結(jié)構(gòu)和主要接口
AIC23的基本結(jié)構(gòu)和主要接口，如圖1所示。模擬語音信號從左、右聲道線輸入管腳或麥克信號輸入管腳輸入，分別經(jīng)VGA、靜音控制、多路選擇器、A／D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字插值濾波器，得到特定采樣率的數(shù)字語音信號；數(shù)字語音信號依次經(jīng)過數(shù)字濾波器、D／A轉(zhuǎn)換器、靜音控制和VGA，最后從左、右聲道線輸出管腳輸出；AIC23的工作狀態(tài)由系統(tǒng)微處理器通過控制接口設(shè)置，控制接口模式為SPI／I2C可選(mode管腳置高為SPI模式，置低為I2C模式)；AIC23與微處理器通過數(shù)據(jù)接口進行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)接口為左判斷／右判斷／I2C／DSP模式可選(由微處理器通過控制接口設(shè)置)。TI公司生產(chǎn)的54系列DSP集成了多通道緩沖串口(McBSP)，可與SPI模式的控制接口和DSP模式的數(shù)據(jù)接口無縫連接。

1．3控制方法
AIC23是一款可編程芯片，內(nèi)部有11個9位寄存器，可由微處理器通過控制接口進行配置，從而設(shè)定芯片的工作模式和狀態(tài)。主要寄存器內(nèi)容，如表1所示。

2 語音接口設(shè)計
2．1 硬件設(shè)計
語音接口由TI公司的數(shù)字信號處理器TMS320VC5416與AIC23構(gòu)成，如圖2所示。VC5416有3個多通道緩沖串口(McBSP)，其中McBSP0與AIC23的控制接口相連，負責(zé)對AIC23內(nèi)部寄存器進行配置。McBSPl與AIC23的數(shù)據(jù)接口相連，完成與AIC23之間的數(shù)據(jù)交換。模擬語音信號從線輸入管腳輸入，線輸出管腳輸出。

2．2 接口配置
(1)控制接口。
通過置高AIC23的mode管腳將控制接口設(shè)為SPI模式。VC54．16的McBSP0設(shè)為主動模式，產(chǎn)生位同步信號、幀同步信號，向AIC23發(fā)送16 bit單幀，每幀高7位為AIC23中寄存器的地址，低9位為該寄存器的設(shè)置值。本設(shè)計中對AIC23的配置主要包括：線輸入使能、麥克輸入靜音、數(shù)據(jù)接口設(shè)為DSP(主)模式、字長16 bit、采樣率32 kHz。
(2)數(shù)據(jù)接口。
數(shù)據(jù)接口的DSP模式是專門用來與TI公司DSP相連接的。VC5416的McBSPl工作在從動模式，位同步信號、幀同步信號由AIC23產(chǎn)生。McBSPI發(fā)送、接收的數(shù)據(jù)傳輸采用單幀模式，其中高16位為左聲道數(shù)據(jù)，低16位為右聲道數(shù)據(jù)。