【導讀】PCB板繪制和軟件設計等方面介紹了該充電器抑制和防電磁干擾的措施。電池的使用率日益提高。我單位于1998年在對充電器市場調研后，設計開。發(fā)了“ZXG－99型智能快速充電器”，1999年設計定型，同年投入生產，今年又簽定了幾千部的生產合同，但是隨著產量的逐年增加，以。及二次電池市場的不斷變化，該產品在設計中的不足越來越明顯。更換新的MCU，增加了生產成本；但是鋰離子電池具有較高的能量重量比和能量體積比、時其價格也越來越低。今后二次電池的主流將是鋰離子電池，作為一個完。整的產品應該將其納入到設計中；精度不夠，不能對充電過程實行更精確的控制。在開發(fā)新型智能充電器中，首要環(huán)節(jié)就是中央微處理器MCU的選型。電路、恒流恒壓電路、溫度檢測電路、鍵盤響應電路以及狀態(tài)顯示電路。電感的飽和電流至少應大于充電回路中的峰值電流。另外對于低噪聲應用，為降低電源的EMI，

　　

【正文】 / ) [ , )i i iQI? ? ?? ? ? （ 121） 11 1c o s [ ( 1 ) ]2i i i c F M m mAi? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 122） 當 0c??? 且 39。 [ , )i? ? ??? 時，11 1c o s [ ( 1 ) ]2i i i F M m mAi? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? 上式表明 ()i xi?? 。當 0c???而01c o s [ ( ) ] [ , )2ic F M m mni A n ???? ? ? ? ? ? ? ? ??時，有 01c o s [ ( ) ]2ii c F M m mni A n? ?? ? ? ? ? ? ? ??，于是 11 1c o s [ ( 1 ) ]2i i i c F M m mAi? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 123） 表明收發(fā)載波的頻差在輸出信號中引入直流分量，其大小同頻差成正比，原始信號仍可以正確解調。 2. 系統概述 系統特性 a 以 Motorala DSP56F827 為核心處理模塊 。 36 b 利用 HMM 模型進行語音識別，能夠識別 用戶聲音，從而能夠自動選擇頻道。 c 利用 數字信號處理技術和軟件無線電原理 ，實現廣播信號的精確解調。 系統概述 天線接收的無線電信號，在與 DSP 控制的 DDS 芯片 AD9850所發(fā)出的正弦信號通過混頻器 AD8343混頻后，產生頻率為 1MHz的中頻信號，中頻信號通過中頻放大器放大。放大后的中頻信號經過抗混頻濾波器輸入到 DSP56F827 的 A/D 轉換端口。采樣后在 DSP 中利用 AM和 FM信號的正交解調算法，還原出原來的音頻信號。音頻信號通過 DSP56F827 的 D/A 轉換端口，輸出后經過音頻功放后輸出。 在選臺時，麥克風輸出的聲音信號經過 A/D 采集后，輸入到DSP 中。通過語音識別的 HMM 算法，判斷出用戶輸入的電臺。將該電臺對應的 DDS 芯片的頻率字傳給 DDS 芯片，從而產生中頻信號。 Motorola DSP56F827 簡介 自 1980 年以來， DSP 芯片技術得到了突飛猛進的發(fā)展， DSP芯片的應用范圍也越來越廣泛。其中美國的摩托羅拉公司最新推出了 DSP56800 系列產品，在本文中采用的就是 Motorala 公司DSP56F827，由于語音收音機是對整個 工作頻段進行數字化，中頻和基帶處理采用數字信號處理方式。所以， DSP 技術是語音收音機的核心。 DSP56F827是高性能的浮點處理器，它具有改進的哈佛結構，并行結構 CPU，片內存儲器，片內 D/A， A/D 轉換器，方便的外設端口。其主要特征包括以下幾點： a. 內置 ADC，最多能支持 10 通道。使用了其中 2 通道分別采樣人的語音輸入，和廣播中頻信號輸入。 b. 內置 DAC，用以轉換壓控振蕩器的輸入電壓和輸出的聲音信號 37 c. 高性能的浮點運算能力，能夠達到 40 DSP MIPS 運算速度 。 d. 內置 flash memory，用來存儲用戶設定頻道名稱、頻率的名稱— 頻率轉化表格，語音矢量參數表用以進行語音識別 e. 內置 COP 模塊，非常方便地完成 watcdog 功能，防止軟件死鎖。 以上是對于 DSP56F827 的一些特征的簡單描述，可以看出，相對于其他的一些 DSP 處理芯片， DSP56F827 有著它不可比擬的優(yōu)越特征，這也使得它能夠作為語音收音機的核心。 3. 系統硬件 系統的硬件電路分為：混頻電路，本地振蕩電路，抗混頻濾波器，聲音采集電路和中央處理模塊，用了一片 DSP56F827。硬件框圖如圖 4。 圖 4 語音收音機的硬件框圖 混頻電路 由于接收的廣播信號往往頻率很高幾千 KHz－幾十 MHz，若從天線進來的信號經過濾波放大后就由 ADC 進行采樣數字化，這種結構不僅對 ADC 的性能如轉換速率，工作帶寬，動態(tài)范圍等提出了非常高的要求，同時對后續(xù) DSP 的處理速度要求也特別高?？紤]到高速的 ADC 的價格過高（ AD6600 的價格 39$）用在對收音機的解調不經濟和 DSP56F827 的處理速度的限制，并且也 38 沒有必要把它做成射頻低通采樣數字化的理想軟件無線電結構。為利用 DSP56F827 內部集成的 ADC（ DSP56F827 的最高采樣速率為 ），考慮采用軟件無線電的中頻數字化結構。采用超外差式的結構，將射頻信號通過混頻器轉變?yōu)?1MHz 的中頻信號再送入 DSP 進行抽樣。這里采用混頻器 AD8343?；祛l器的硬件電路圖如圖 5 所示。 圖 5 混頻電路 本地振蕩電路 混頻器的一個輸入由本地振蕩器產生，考慮到 DSP 控制的便易性和設計的數字化程度，這里采用直接數字式頻率合成器（ DDS）作為本地振蕩的正弦波發(fā)生器， DDS 的頻率控制字由DSP 輸出，是根據語音識別的結果所對應的電臺的頻率發(fā)出的 。DDS 硬件電路圖如圖 6 所示。 39 圖 6 本地振蕩電路 抗混疊濾波器 經過混頻后的廣播信號中間除所需解調的電臺信號外，中間還夾雜著其他電臺的信號。為了避免對混頻后中頻信號直接采樣產生的混疊，在 A/D 轉換器之前加一個帶通或低通濾波器，用以濾除采樣帶寬外的信號和噪聲?？紤]到設計成本，這里選用七階巴特沃茲濾波器作為帶通濾波器。其次， A/D 轉換器之前還需要加一個驅動放大器（采用 AD8138）。放大器把中頻信號和 A/D 轉換器隔離起來，給 A/D 轉換器提供低阻驅動。而且還給 A/D 轉換器提供所需的增益，并使輸入信號的電平和 A/D 轉換器的輸入電壓范圍 相匹配。抗混疊濾波器硬件電路圖如圖 7 所示。 40 圖 7 抗混疊濾波器 聲音采集電路 使用常見的麥克風作為傳感器，構成聲－電轉換電路，測量對象是人的輸入語音。通過前置放大器將麥克風產生的電信號放大送入前置的 ADC 中。經過 AD 轉化后的 12bit 數據送入DSP56F827 的 GPIO 作為語音識別模塊的輸入。 圖 8 聲音采集電路 中央處理模塊 本設計用 DSP56F827 作為系統的主控模塊，進行語音識別與信號解調，這些基本上是都是軟件的操作。由于 DSP56F827 的浮點運算能力很強以及高速內置 ADC 加上已經 采用了超外差式的結構，使得不需要用前置的數字下變頻器來完成高速數字信號處理。 內置 A/D 轉換器將輸入 1MHz 中頻信號采樣。根據采樣得到的信號，利用模擬調制 信號解調算法得到調制信號。 同時對用戶輸入聲音信號的采樣應用語音識別算法取得，利用識別結果判斷電臺的載波頻率。 41 圖 9 中央處理模塊 4. 系統軟件 軟件需要完成三部分功能：語音識別程序（ HMM 算法）、 DDS控制程序、中頻信號解調（正交解調法）。軟件程序框圖如圖 10所示。各子程序模塊主要功能介紹如下。 語音識別服務程序 為滿足系統控制的實時性，在中頻信號每 8 次 AD 轉換結束后。采集輸入的語音信號，當麥克風有語音輸入時， DSP 發(fā)生中斷，調用中斷服務子程序來判斷提取輸入語音特征，查詢語音矢量參數表看其中有沒有匹配的語音模板。若有匹配的模板將內存中存貯的名稱 — 頻率表格中的頻率通過 GPIO輸出提供 DDS的頻率控制字。 DDS 控制程序 這個程序的作用是從頻率表格中查找 DDS 的頻率控制字，從而控制 DDS 的輸出頻率。 DDS 產生的正弦波送入混頻器得到中頻信號輸出。 42 中頻信號解調程序 完成輸入 DSP 中頻 1MHz 信號的解調，由于 DSP 的高速運算速度使得我們能夠實時的處理輸入信號。利用 式（ 118）、（ 119），（ 120）、（ 123）可以實現輸入調頻 /調幅信號的正交解調。 圖 10 系統軟件流程圖 5. 結論 本文從實際應用出發(fā)，將語音識別技術與軟件無線電技術相結合，設計了可進行聲音控制的收音機。該設計控制簡單，成本比較低廉，使其應用前景十分可觀。本文還提出了一種基于時間序列分形維數的噪聲語音信號濾波方法，可以有效的提高語音識別率。 43 參考文獻 [1] 時信華，張爾揚 . DDS技術在軟件無線電中的應用 . 數字通信， 1999，3： 41～ 43. [2] 黃 倩，陳惠民 . DSP 技術在軟件無線電接收機中的應用 . 上海大學學報， 1999， 10： 433～ 437. [3] 韓 鋼，張 睿 . 軟件接收機的一種實用結構 . 西安電子科技大學學報， 2021， 8： 538～ 542. [4] 沈亞強，馮根良 . 基于時間序列短時分形維數的噪聲語音信號端點檢測和濾波 . 浙江師大學報， 1999， 2： 16～ 22. [5] 陳志鑫，郭華偉 . 基于 TMS320C54 DSP 的實時語音識別系統 . 半導體技術， 2021， 4： 5～ 9. [6] Lawrence Rabiner, BiingHwang Juang. Fundamentals of Speech Recognition. PrenticeHall International, Inc. 1993. [7] 楊小牛，樓才義 . 軟件無線電原理與應用 . 北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [8] DSP56F826/827 16Bit Digital Signal Processor User’s Manual, Motorola, 2021. [9] DSP56F827 Evaluation Module Hardware User’s Manual, Motorola, 2021. 44 多通道擴容型數字電話 內容目錄 1. 摘要 2. 引言 3. 系統硬件電路設計及關鍵技術 3． 1 硬件電路綜述 3． 2 語音信號編解碼的實現 3． 3 CS4218 和 DSP 之間的通信 3． 4 DSP 與 C51 的通信 3． 5 MODEM 與 DSP 的通信 3． 6 模擬電話接口電路 4. 系統軟件設計 4． 1 軟件原理介紹 4． 1． 1 原始語音采集和合成語音回放 4． 1． 2 語音 算法 4． 1． 3 DSP 與 MODEM 間的通信 4． 1． 4 通信數據緩沖方法 4． 2 軟件功能模塊 4． 3 5. 結束語 1．摘要： 給出了一種基于 DSP 技術模數兼容的多通道數字電話系統設計方案。設計中采用了 DSP，低比特率語音壓縮編解碼，信道復用，FLASH MEMORY， DSP 和調制解調器通信等技術。在通用調制解調器構成的點對點通信平臺上實現了兩路語音的復用，傳輸及交換。 2. 引言 隨著數字化時代的到來，在數字通信技術高速發(fā)展的今天，通信信道的容量和信道質量是兩個關鍵 性的問題。與此同時，各種數字終端不斷地涌現，給人們的生活帶來了極大的方便，而模擬電話向數字電話的過渡也是一個必然的趨勢。在這個背景下，本系統給 45 出了一種利用語音壓縮技術，采用普通的調制解調器，通過 PSTN電話線路就可以實現高速，多路的，兼容模擬通話的數字電話設計方案。 在這個設計方案中，提出了一種以一個電話作為主機（以DSP56F826為內核），可掛接一個分機（以 C51為內核）的雙機數字電話小系統，在該系統中，用戶可以在只占用一條 PSTN線路的情況下，可進行基于點對點模式的兩路完全獨立的數字通話。該系統支持傳 統的分機電話和錄音電話的所有功能，還可以作為實時和非實時的數據終端使用，而且可以稍加改動升級為更多路數的電話系統，具有很好的實用價值。 該小系統的總體思路如圖 1 所示： 圖 1 其中，主機需要完成的任務比較重：包括用戶一和用戶二的語音數據的采集和編解碼，兩路數字話音信道的復用和交換，模擬話音通道和數字話音通道間的切換，與分機的通信以及與 MODEM的通信等。而分機所要完成的任務只是完 成與主機的通信和簡單的鍵盤和顯示控制。這種設計方案的特點是：能夠充分的利用主機中的 DSP56F826 的強大的數字處理和控制的功能，而又沒有使系統變得異常龐大；保留了傳統電話的完整電路，能夠兼容和普通電話用戶之間的模擬通話；利用了模擬電話的撥號，通話和振鈴電路 ,減輕了 DSP 的負擔。 3. 系統硬件電路設計及關鍵技術 3． 1 硬件電路綜述 該系統的硬件總體框圖如圖 2 所示： 46