【正文】 。觀察TP603輸出的一幀壓縮數(shù)據(jù)有何變化。當(dāng)開關(guān)撥下表示是高電平，開關(guān)撥上去表示低電平。六、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1．語音變換各點(diǎn)波形測試；2．計(jì)算A/D的采樣率和數(shù)據(jù)速率；3．用數(shù)字示波器保存并觀察測試點(diǎn)TP603輸出的一幀壓縮數(shù)據(jù)，計(jì)算壓縮數(shù)據(jù)周期；4．分析一幀壓縮數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及每個字節(jié)的意義；5．撥動SW601來設(shè)置AMBE2000的語音壓縮速率。調(diào)節(jié)面板上的W501，可以改變輸入信號的幅度；2. 通過測試點(diǎn)TP502觀測AD73311中A/D和D/A變換的時鐘輸出，為1024kHZ；3. 通過測試點(diǎn)TP503觀測AD73311中數(shù)字輸出和輸入的幀同步信號，頻率為32KHZ；4. 通過測試點(diǎn)TP504觀測AD73311的A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字輸出信號；5. 通過測試點(diǎn)TP505觀測AD73311的D/A轉(zhuǎn)換前的數(shù)字輸入信號；6. 通過測試點(diǎn)TP506觀測AD73311完成D/A轉(zhuǎn)換后的模擬信號，可以通過調(diào)節(jié)面板上的W502改變輸出信號的幅度；7. 將K501撥到“MIC”， 將輸入的模擬信號設(shè)置為麥克風(fēng)輸入的語音信號，插入麥克風(fēng)和耳機(jī)，對著麥克風(fēng)說話，觀測TP50TP50TP505和TP506的信號變換，可以從耳機(jī)中聽到麥克風(fēng)的聲音。4. 改變一次SW601的設(shè)置，按下AMBE2000的復(fù)位按鈕RST601，對AMBE2000進(jìn)行復(fù)位。2. 先按下“菜單”鍵，再按下數(shù)字鍵“2”，選擇“二 語音變換”。3．語音編碼性能：AMBE2000的壓縮率等性能是可設(shè)置的，壓縮率可通過SW601進(jìn)行設(shè)置，開關(guān)左邊5位設(shè)置的是“語音壓縮率與前向糾錯率”，第6位設(shè)置“語音激活檢測”，第7位“回聲消除”，第8位“滑動模式控制”。模擬信號AD變換后發(fā)送給AMBE2000，數(shù)據(jù)在AMBE2000中自環(huán)后回送AD73311，再經(jīng)DA恢復(fù)成模擬信號。二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)有三個內(nèi)容分別是：語音模數(shù)變換、語音壓縮編譯碼、語音編碼性能。每隔20ms數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束，EPR都會向DSP發(fā)送中斷，來通知DSP來讀取要傳輸?shù)恼Z音數(shù)據(jù)和發(fā)送接收的語音數(shù)據(jù)。接口電路設(shè)計(jì)如圖27所示。本設(shè)計(jì)中，使用了TI公司的C55X系列的DSP—TMS320VC5509作為主機(jī)和AMBE2000之間進(jìn)行通信。AMBE2000可以工作于主動方式和被動方式。 圖26 AMBE2000和AD73311的接口電路（2）聲碼器和主機(jī)接口設(shè)計(jì)AMBE2000將AD73311的數(shù)據(jù)以20ms分段，每20ms將壓縮的數(shù)據(jù)輸出。圖26為AMBE2000和AD73311的接口電路。在我們做設(shè)計(jì)的時候，首先考慮的就是A/DD/A芯片選擇、通道接口選擇、語音和FEC速率。語音接口是外置的A/DD/A芯片，流入和流出的語音數(shù)據(jù)流格式應(yīng)該匹配。解碼器接收通道數(shù)據(jù)流，然后合成語音數(shù)據(jù)流。2．AMBE2000聲碼器芯片的應(yīng)用（1）聲碼器和語音接口設(shè)計(jì)AMBE2000可以看作由兩個分立元件編碼器和解碼器組成。同時用戶也可以在工作過程中通過改變AMBE2000接收數(shù)據(jù)包中第11個字（控制字2）的內(nèi)容，來完成上述的工作。SEL0SEL1SEL2SEL3SEL4Speech Rate(bps)FEC Rate(bps)Total　Rate(bps)00000240002400101002350501000036000360011010335025011110400004000011103750250110004800048001110045502500100036001200000103100170001010415022506400100104400280072000011077502508000101104650335000100960009600011004850475011111200002000000013600036001000140000400001101240016000100148000480000011400080011101360012001001124002400110016400064000101140002400110114400280072000010180000800000111400040001010196000960010111360060000111124007200圖25 AMBE2000的速率選擇引腳和壓縮速率的關(guān)系通過修改AMBE2000的引腳VAD_EN、ECHOCAN_EN和SLIP_EN的電平值也可以改變語音信號的壓縮性能。用戶也可以在工作過程中通過改變AMBE2000接收數(shù)據(jù)包中第2～5個字內(nèi)容，來修改AMBE2000的語音壓縮速率。圖24 AMBE2000有格式數(shù)據(jù)輸入的壓縮包格式（2）AMBE2000壓縮速率AMBE2000壓縮的語音數(shù)據(jù)速率是可以選擇的，－。圖23 AMBE2000有格式數(shù)據(jù)輸出的壓縮包格式第1個字的后8比特和第11個字，都是表示一些控制比特，具體意義見AMBE2000手冊說明。圖23為每20ms的有格式數(shù)據(jù)輸出包。在信道上只傳輸格式字12～23。格式字0固定為0x13EC；格式字1用于芯片功率控制；格式字2～6用于指定和表示芯片的壓縮數(shù)據(jù)率；格式字12～23為壓縮數(shù)據(jù)信息。同時解碼器接收到24個字。AMBE2000聲碼器與主機(jī)接口的數(shù)據(jù)格式分為兩種：一種是有格式，另一種是無格式。 （2）AMBE2000與主機(jī)的接口AMBE2000與主機(jī)的接口有兩種模式：主動模式和被動模式。且具有FEC（前向糾錯）、VAD（語音激活檢測）和DTMF（雙音多頻信號檢測）等功能。經(jīng)過證明該語音壓縮技術(shù)在性能上已經(jīng)超過了CELP，RELP，VSELP，MELP，ECELP，MPMLQ，LPC10和其它的一些壓縮技術(shù)。該芯片是一種靈活性好，高性能，低功耗的單片實(shí)時全雙工語音壓縮解壓芯片。通常用于中速編碼，進(jìn)一步壓低比特率，一般要采用矢量量化(VQ)技術(shù)。用于中速(－16kb/s)語音編碼得到了質(zhì)量很好的合成語音，其優(yōu)點(diǎn)之一是不必象LPC聲碼器那樣需要精確提取基音信息和清濁音判決信息。也可以用語音激勵來取代基音提取和清濁音判決，構(gòu)成聲激勵線性預(yù)測(VELP)聲碼器。和通道聲碼器一樣，收端激勵源或者產(chǎn)生隨機(jī)噪聲，或者產(chǎn)生基音周期脈沖序列，激勵幅度取決于輸入增益。發(fā)端包括兩個子系統(tǒng)：一個是線性預(yù)測編碼濾波器；另一個是提取基音和判決清濁音系統(tǒng)。發(fā)端對輸入語音進(jìn)行粗略的頻譜分析，而收端產(chǎn)生一信號，其頻譜與發(fā)端規(guī)定的頻譜相匹配。這是只能傳送句子內(nèi)容，講話人的音質(zhì)，情緒等信息就喪失了。這種編碼技術(shù)又叫聲碼器技術(shù)，其語音質(zhì)量比前者差，尤其時自然度較差，較難從聲音辨認(rèn)出講話人聲音的特點(diǎn)；同時，它和語音特征有較大關(guān)系，不同人講話，其質(zhì)量不同。諧波壓擴(kuò)ADPCM、子帶編碼、自適應(yīng)變換域編碼(ATC)、多脈沖預(yù)測編碼和矢量編碼等均屬于這一類。壓縮編碼共分為兩大類：一類叫中速率壓縮編碼，－16kb/s范圍的語音編碼。理論和實(shí)踐證明，采用上述語音編碼方法，若進(jìn)一步降低數(shù)碼率，語音質(zhì)量會明顯下降，達(dá)不到電話通信的質(zhì)量要求，在很低碼率時，甚至無法實(shí)現(xiàn)通話。ADPCM在數(shù)碼率為32kb/s，可達(dá)到64kb/s的PCM系統(tǒng)的通話質(zhì)量，而且壓縮了數(shù)碼率。這種方法的特點(diǎn)是質(zhì)量較前者低，但可大大壓縮比特速率，多用于窄帶信道，如在移動通信、衛(wèi)星通信、軍事通信中應(yīng)用日益廣泛。參量編碼，又叫變換域編碼，是在信源信號的頻率域或其它正交域抽取其特征參量變換為數(shù)字代碼進(jìn)行傳輸。二、語音壓縮1．語音壓縮基本概念語音編碼技術(shù)可分為兩大類：波形編碼和參量編碼?？梢月牭较鄳?yīng)的聲音。A/D轉(zhuǎn)換電路如圖22所示。這些寄存器的配置是由和AD73311直接相連的語音壓縮芯片AMBE2000來自動完成的。前兩個控制寄存器（CRA和CRB）是用來進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的，例如設(shè)置內(nèi)部計(jì)數(shù)器、序列時鐘分頻率和主時鐘分頻率。具有大信噪比、輸入輸出增益可編程控制、低工作電壓(～)，并且一片兩用的特點(diǎn)，是一種很受歡迎的芯片。2．A/D和D/A轉(zhuǎn)換芯片AD73311在語音變換實(shí)驗(yàn)中，我們采用了Analog Device公司的芯片—AD73311。代碼的形式通常采用二進(jìn)制，而多進(jìn)制代碼只是用在線路的信噪比較好，可以利用的頻帶比較窄的情形。（3）編碼信號經(jīng)過抽樣、量化以后成為可以編碼的量化信號。這樣就使輸入信號與量化噪聲之比在小信號到大信號的整個范圍內(nèi)基本一致。為了克服均勻量化的缺點(diǎn)，需要量化階距跟隨輸入信號電平的大小而改變。所以信號電平越低，信噪比越小。在均勻量化中，量化噪聲與信號電平大小無關(guān)。當(dāng)抽樣速率一定時，量化級數(shù)目增加和量化電平選擇適當(dāng)，可以使與f(t)近似程度提高。抽樣值在量化時轉(zhuǎn)換為Q個規(guī)定電平中的一個。（2）量化量化的過程是指模擬信號f(t)按照適當(dāng)抽樣速率進(jìn)行均勻抽樣，抽樣周期。（1）抽樣定理及其應(yīng)用低通信號均勻抽樣定理：一個頻帶限制在0到以內(nèi)的低通信號，如果以的抽樣速率進(jìn)行均勻抽樣，則x(t)可以由抽樣后的信號完全地確定[指 包含有x(t)的成分，可以通過適當(dāng)?shù)乩硐氲屯V波器不失真地恢復(fù)x(t)]。圖21示為脈沖編碼調(diào)制的原理框圖。通常的壓縮方法有13折線A律和μ律兩種標(biāo)準(zhǔn)，國際通信中多采用A律。因此實(shí)際采用的量化方式多為非均勻量化，通常使用信號壓縮與擴(kuò)張技術(shù)來實(shí)現(xiàn)非均勻量化。為便于用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，其量化電平數(shù)一般為2的整數(shù)次冪，有利于采用二進(jìn)制編碼表示。脈沖編碼調(diào)制（PCM）是把模擬信號變換為數(shù)字信號的一種調(diào)制方式，其最大的特點(diǎn)是把連續(xù)輸入模擬信號變換為在時間和振幅上都離散的量，然后將其轉(zhuǎn)化為代碼形式傳輸。PCM的主要優(yōu)點(diǎn)是：抗干擾能力強(qiáng)；失真小；傳輸特性穩(wěn)定，尤其是遠(yuǎn)距離信號再生中繼時噪聲不累積，而且可以采用壓縮編碼、糾錯編碼和保密編碼等來提高系統(tǒng)的有效性、可靠性和保密性。第2章 信源編碼和信道編碼實(shí)驗(yàn)語音模數(shù)轉(zhuǎn)換1．模數(shù)轉(zhuǎn)換的基本原理在現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳輸?shù)男盘柖际菙?shù)字信號，而我們通信的主要業(yè)務(wù)——語音是模擬信號，要想在數(shù)字通信的網(wǎng)絡(luò)中傳輸，必須進(jìn)行信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。1）將DSP的仿真器JTAG接口與DSP模塊板的雙排針相連，注意連接方向；2）；3）建立一個工程文件，；4）編譯和鏈接程序；5），并執(zhí)行DSP程序；6）在TP201觀測時鐘輸出；7）在TP20TP20TP20TP205觀測產(chǎn)生的Walsh序列波形。2．在測試點(diǎn)TP201測試輸出的時鐘，分別在測試點(diǎn)TP20TP20TP20TP205測試16位的WALSH序列。四、Walsh序列產(chǎn)生框圖圖132 周期為16的Walsh序列產(chǎn)生框圖五、實(shí)驗(yàn)步驟1．觀測現(xiàn)有的Walsh序列波形打開移動實(shí)驗(yàn)箱電源，等待實(shí)驗(yàn)箱初始化完成。利用哈達(dá)碼矩陣產(chǎn)生Walsh序列的過程是采用迭代的方法。用這種方法，我們可以使多個信道在同一頻率上發(fā)送而不會相互干擾，這也正是碼分多址得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。表131 16階Walsh序列序號Walsh函數(shù)表示W(wǎng)alsh序列表示01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 011 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 121 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 131 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 041 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 151 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 061 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 071 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 181 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1