【導(dǎo)讀】PCB板繪制和軟件設(shè)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(diào)研后，設(shè)計開。發(fā)了“ZXG－99型智能快速充電器”，1999年設(shè)計定型，同年投入生產(chǎn)，今年又簽定了幾千部的生產(chǎn)合同，但是隨著產(chǎn)量的逐年增加，以。及二次電池市場的不斷變化，該產(chǎn)品在設(shè)計中的不足越來越明顯。更換新的MCU，增加了生產(chǎn)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(chǎn)品應(yīng)該將其納入到設(shè)計中；精度不夠，不能對充電過程實(shí)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(yīng)電路以及狀態(tài)顯示電路。電感的飽和電流至少應(yīng)大于充電回路中的峰值電流。另外對于低噪聲應(yīng)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(dāng) 0c??? 且 39。 [ , )i? ? ??? 時，11 1c o s [ ( 1 ) ]2i i i F M m mAi? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? 上式表明 ()i xi?? 。當(dāng) 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(diào)。 2. 系統(tǒng)概述 系統(tǒng)特性 a 以 Motorala DSP56F827 為核心處理模塊 。 36 b 利用 HMM 模型進(jìn)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(shù)字信號處理技術(shù)和軟件無線電原理 ，實(shí)現(xiàn)廣播信號的精確解調(diào)。 系統(tǒng)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(chǎn)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(jīng)過抗混頻濾波器輸入到 DSP56F827 的 A/D 轉(zhuǎn)換端口。采樣后在 DSP 中利用 AM和 FM信號的正交解調(diào)算法，還原出原來的音頻信號。音頻信號通過 DSP56F827 的 D/A 轉(zhuǎn)換端口，輸出后經(jīng)過音頻功放后輸出。 在選臺時，麥克風(fēng)輸出的聲音信號經(jīng)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(yīng)的 DDS 芯片的頻率字傳給 DDS 芯片，從而產(chǎn)生中頻信號。 Motorola DSP56F827 簡介 自 1980 年以來， DSP 芯片技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展， DSP芯片的應(yīng)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(chǎn)品，在本文中采用的就是 Motorala 公司DSP56F827，由于語音收音機(jī)是對整個 工作頻段進(jìn)行數(shù)字化，中頻和基帶處理采用數(shù)字信號處理方式。所以， DSP 技術(shù)是語音收音機(jī)的核心。 DSP56F827是高性能的浮點(diǎn)處理器，它具有改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，并行結(jié)構(gòu) CPU，片內(nèi)存儲器，片內(nèi) D/A， A/D 轉(zhuǎn)換器，方便的外設(shè)端口。其主要特征包括以下幾點(diǎn)： a. 內(nèi)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(nèi)置 DAC，用以轉(zhuǎn)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(diǎn)運(yùn)算能力，能夠達(dá)到 40 DSP MIPS 運(yùn)算速度 。 d. 內(nèi)置 flash memory，用來存儲用戶設(shè)定頻道名稱、頻率的名稱— 頻率轉(zhuǎn)化表格，語音矢量參數(shù)表用以進(jìn)行語音識別 e. 內(nèi)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(jī)的核心。 3. 系統(tǒng)硬件 系統(tǒng)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(jī)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(jìn)來的信號經(jīng)過濾波放大后就由 ADC 進(jìn)行采樣數(shù)字化，這種結(jié)構(gòu)不僅對 ADC 的性能如轉(zhuǎn)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。考慮到高速的 ADC 的價格過高（ AD6600 的價格 39$）用在對收音機(jī)的解調(diào)不經(jīng)濟(jì)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(shù)字化的理想軟件無線電結(jié)構(gòu)。為利用 DSP56F827 內(nèi)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(shù)字化結(jié)構(gòu)。采用超外差式的結(jié)構(gòu)，將射頻信號通過混頻器轉(zhuǎn)變?yōu)?1MHz 的中頻信號再送入 DSP 進(jìn)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(chǎn)生，考慮到 DSP 控制的便易性和設(shè)計的數(shù)字化程度，這里采用直接數(shù)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(jù)語音識別的結(jié)果所對應(yīng)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(jīng)過混頻后的廣播信號中間除所需解調(diào)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(chǎn)生的混疊，在 A/D 轉(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)換器之前還需要加一個驅(qū)動放大器（采用 AD8138）。放大器把中頻信號和 A/D 轉(zhuǎn)換器隔離起來，給 A/D 轉(zhuǎn)換器提供低阻驅(qū)動。而且還給 A/D 轉(zhuǎn)換器提供所需的增益，并使輸入信號的電平和 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍 相匹配?？够殳B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(fēng)作為傳感器，構(gòu)成聲－電轉(zhuǎn)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(fēng)產(chǎn)生的電信號放大送入前置的 ADC 中。經(jīng)過 AD 轉(zhuǎn)化后的 12bit 數(shù)據(jù)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(shè)計用 DSP56F827 作為系統(tǒng)的主控模塊，進(jìn)行語音識別與信號解調(diào)，這些基本上是都是軟件的操作。由于 DSP56F827 的浮點(diǎn)運(yùn)算能力很強(qiáng)以及高速內(nèi)置 ADC 加上已經(jīng) 采用了超外差式的結(jié)構(gòu)，使得不需要用前置的數(shù)字下變頻器來完成高速數(shù)字信號處理。 內(nèi)置 A/D 轉(zhuǎn)換器將輸入 1MHz 中頻信號采樣。根據(jù)采樣得到的信號，利用模擬調(diào)制 信號解調(diào)算法得到調(diào)制信號。 同時對用戶輸入聲音信號的采樣應(yīng)用語音識別算法取得，利用識別結(jié)果判斷電臺的載波頻率。 41 圖 9 中央處理模塊 4. 系統(tǒng)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(diào)（正交解調(diào)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(wù)程序 為滿足系統(tǒng)控制的實(shí)時性，在中頻信號每 8 次 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束后。采集輸入的語音信號，當(dāng)麥克風(fēng)有語音輸入時， DSP 發(fā)生中斷，調(diào)用中斷服務(wù)子程序來判斷提取輸入語音特征，查詢語音矢量參數(shù)表看其中有沒有匹配的語音模板。若有匹配的模板將內(nèi)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(chǎn)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(diào)程序 完成輸入 DSP 中頻 1MHz 信號的解調(diào)，由于 DSP 的高速運(yùn)算速度使得我們能夠?qū)崟r的處理輸入信號。利用 式（ 118）、（ 119），（ 120）、（ 123）可以實(shí)現(xiàn)輸入調(diào)頻 /調(diào)幅信號的正交解調(diào)。 圖 10 系統(tǒng)軟件流程圖 5. 結(jié)論 本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，將語音識別技術(shù)與軟件無線電技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計了可進(jìn)行聲音控制的收音機(jī)。該設(shè)計控制簡單，成本比較低廉，使其應(yīng)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(shù)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(xiàn) [1] 時信華，張爾揚(yáng) . DDS技術(shù)在軟件無線電中的應(yīng)用 . 數(shù)字通信， 1999，3： 41～ 43. [2] 黃 倩，陳惠民 . DSP 技術(shù)在軟件無線電接收機(jī)中的應(yīng)用 . 上海大學(xué)學(xué)報， 1999， 10： 433～ 437. [3] 韓 鋼，張 睿 . 軟件接收機(jī)的一種實(shí)用結(jié)構(gòu) . 西安電子科技大學(xué)學(xué)報， 2021， 8： 538～ 542. [4] 沈亞強(qiáng)，馮根良 . 基于時間序列短時分形維數(shù)的噪聲語音信號端點(diǎn)檢測和濾波 . 浙江師大學(xué)報， 1999， 2： 16～ 22. [5] 陳志鑫，郭華偉 . 基于 TMS320C54 DSP 的實(shí)時語音識別系統(tǒng) . 半導(dǎo)體技術(shù)， 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(yīng)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(kuò)容型數(shù)字電話 內(nèi)容目錄 1. 摘要 2. 引言 3. 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù) 3． 1 硬件電路綜述 3． 2 語音信號編解碼的實(shí)現(xiàn) 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(tǒng)軟件設(shè)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(shù)據(jù)緩沖方法 4． 2 軟件功能模塊 4． 3 5. 結(jié)束語 1．摘要： 給出了一種基于 DSP 技術(shù)模數(shù)兼容的多通道數(shù)字電話系統(tǒng)設(shè)計方案。設(shè)計中采用了 DSP，低比特率語音壓縮編解碼，信道復(fù)用，F(xiàn)LASH MEMORY， DSP 和調(diào)制解調(diào)器通信等技術(shù)。在通用調(diào)制解調(diào)器構(gòu)成的點(diǎn)對點(diǎn)通信平臺上實(shí)現(xiàn)了兩路語音的復(fù)用，傳輸及交換。 2. 引言 隨著數(shù)字化時代的到來，在數(shù)字通信技術(shù)高速發(fā)展的今天，通信信道的容量和信道質(zhì)量是兩個關(guān)鍵 性的問題。與此同時，各種數(shù)字終端不斷地涌現(xiàn)，給人們的生活帶來了極大的方便，而模擬電話向數(shù)字電話的過渡也是一個必然的趨勢。在這個背景下，本系統(tǒng)給 45 出了一種利用語音壓縮技術(shù)，采用普通的調(diào)制解調(diào)器，通過 PSTN電話線路就可以實(shí)現(xiàn)高速，多路的，兼容模擬通話的數(shù)字電話設(shè)計方案。 在這個設(shè)計方案中，提出了一種以一個電話作為主機(jī)（以DSP56F826為內(nèi)核），可掛接一個分機(jī)（以 C51為內(nèi)核）的雙機(jī)數(shù)字電話小系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，用戶可以在只占用一條 PSTN線路的情況下，可進(jìn)行基于點(diǎn)對點(diǎn)模式的兩路完全獨(dú)立的數(shù)字通話。該系統(tǒng)支持傳 統(tǒng)的分機(jī)電話和錄音電話的所有功能，還可以作為實(shí)時和非實(shí)時的數(shù)據(jù)終端使用，而且可以稍加改動升級為更多路數(shù)的電話系統(tǒng)，具有很好的實(shí)用價值。 該小系統(tǒng)的總體思路如圖 1 所示： 圖 1 其中，主機(jī)需要完成的任務(wù)比較重：包括用戶一和用戶二的語音數(shù)據(jù)的采集和編解碼，兩路數(shù)字話音信道的復(fù)用和交換，模擬話音通道和數(shù)字話音通道間的切換，與分機(jī)的通信以及與 MODEM的通信等。而分機(jī)所要完成的任務(wù)只是完 成與主機(jī)的通信和簡單的鍵盤和顯示控制。這種設(shè)計方案的特點(diǎn)是：能夠充分的利用主機(jī)中的 DSP56F826 的強(qiáng)大的數(shù)字處理和控制的功能，而又沒有使系統(tǒng)變得異常龐大；保留了傳統(tǒng)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(fù)擔(dān)。 3. 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù) 3． 1 硬件電路綜述 該系統(tǒng)的硬件總體框圖如圖 2 所示： 46