数字基带信号处理实验PPT学习教案

1、会计学1 数字基带信号处理实验数字基带信号处理实验 第1页/共33页 时钟 输入 分频 电路 内部 时钟 硬件 定时 信号 CPU 软定 时信 号 定时与时钟电路 ADPCM 数据处 理单元 数据缓 存单元 CPU 控 制 单 元 ADPCM 数据处 理单元 数据缓 存单元 CPU 控 制 单 元 平衡 平衡 不平衡 不平衡 语音 语音 输入 输出 发送 PCM PCM 接收 接收 发送 ADPCM ADPCM ADPCMCODEC 发送电路 接收电路 收分帧使能信号 收分帧同步信号 收时钟信号 收定时控制信号 收计数脉冲信号 256KHZ8K DT DT GND SCP RX SCP TX

2、SCP CLK SCP EN 发分帧使能信号 发分帧同步信号 发时钟信号 发定时控制信号 发计数脉冲信号 DR DR GND HZ 分 帧 时钟 图71数字信号通信实验系统框图 第2页/共33页 宽。 第3页/共33页 晶振 2048KHZ 时钟分频 及定时变 换电路 发送定时信号产生电路 接收定时信号产生电路 音频信号产生电路 软件使能信号产生电路 8KHZ收发分帧同步信号 256KHZADPCM收发时钟CLK 1024KHZ突收突发时钟信号 发送第1路压缩定时信号 发送第2路压缩定时信号 接收第2路突收定时信号 接收第1路突收定时信号 输出幅度、频率均可调 的单音频正弦波信号 发送压缩使能

3、信号 接收突收使能信号 图72 时钟信号系统电路原理框图 第4页/共33页 34 U214:B SN74LS04 12 U214:A SN74LS04 PRE 10 CLK 11 D 12 CLR 13 Q 9 Q 8 U211:B SN7474 R201 1K R202 1K C206 0.01UF J201 2.048MHZ VCC TP210 T1024KHZ R1024KHZ 图74 2048KHz时钟信号产生电路 第5页/共33页 t t t (TTL电平) f=1024KHz f=1024KHz TP210 f=2048KHz 0 0 0 U211:B(Q) U211:B(Q) 图

4、75 突收、突发工作时钟信号 第6页/共33页 12 U206:A SN74LS04 1312 U206:F SN74LS04 CLR 1 LOAD 9 ENT 10 ENP 7 CLK 2 RCO 15 A 3 QA 14 B 4 QB 13 C 5 QC 12 D 6 QD 11 U201 SN74161 TP209 1 2 3 K204 VCC TP211 256KHZ 128KHZ 64KHZ 1024 CLR 1 LOAD 9 ENT 10 ENP 7 CLK 2 RCO 15 A 3 QA 14 B 4 QB 13 C 5 QC 12 D 6 QD 11 U202 SN74161

5、CLR 1 LOAD 9 ENT 10 ENP 7 CLK 2 RCO 15 A 3 QA 14 B 4 QB 13 C 5 QC 12 D 6 QD 11 U204 SN74161 PRE 4 CLK 3 D 2 CLR 1 Q 5 Q 6 U203:A SN7474 1110 U206:E SN74LS04 34 U206:B SN74LS04 56 U206:C SN74LS04 1312 U212:F SN74LS04 1110 U212:E SN74LS04 12 U208:A SN74LS04 34 U208:B SN74LS04 4 5 6 U210:B SN7408 TP211

6、 VCC VCCTP212 8KHZ VCC VCC VCC 1 2 3 K203 1 2 3 K202 1 2 3 K201 VCCVCCVCC C201 470P C202 470P TP214 256 N256 8K R8K P8KHZ CON-8KHZ TP213 TP218 TP219 TP220 TP221 T1024KHZ 64KHZ 图76 时钟分频及定时变换电路 第7页/共33页 第8页/共33页 1024KHz 12345678910 11 12 13 14 15 16 512KHZ 128KHZ 64KHZ 64KHZ窄脉冲 1 11111161616161616 1 1

7、5 1611516 1024KHZ 64KHZ窄脉冲 8KHZ窄脉冲 TP209 U201-14 U201-13 U201-12 U201-11 256KHZ U201-15 TP209 U201-15 U203-5 U203-6 TP211 TP213 第9页/共33页 PR E 4 C L K 3 D 2 C L R 1 Q 5 Q 6 U 211:A SN 7474 56 U 310:C SN 74LS04 12 U 207:A SN 74LS04 34 U 207:B SN 74LS04 12 U 212:A SN 74LS04 34 U 212:B SN 74LS04 9 10 8

8、U 209:C SN 7408 98 U 206:D SN 7404 V C C C 203 470P 1 2 3 K 207 1 2 3 K 206 TP222 TP223 T IN T 0 T IN T 1 T 019 T 119 4 5 6 U 209:B SN 7408 9 10 8 U 210:C SN 7408 SE N D E NT IN T T F1024 T FE N TP216TP217 图78 发送定时信号产生电路 第10页/共33页 U206-8 U211-5 U211-6 U209-8 U209-6 第一路 第二路 图79 发送定时信号波形图 第11页/共33页 11

9、10 U213:E SN74LS04 56 U213:C SN74LS04 12 U213:A SN74LS04 98 U213:D SN74LS04 56 U208:C SN74LS04 34 U213:B SN74LS04 1312 U208:F SN74LS04 98 U218:D SN74LS04 1 2 3 U210:A SN7408 TP215 1 2 3 K205 R1024KHZ RECEN RADPCM RINT R1024 C204 470P PRE 10 CLK 11 D 12 CLR 13 Q 9 Q 8 U203:B SN7474 1110 U208:E SN74LS

10、04 98 U318:D SN74LS04 98 U212:D SN74LS04 56 U212:C SN74LS04 PRE 4 CLK 3 D 2 CLR 1 Q 5 Q 6 U205:A SN7474 1 2 3 U209:A SN7408 12 13 11 U209:D SN7408 VCC VCC 1 2 3 K208 1 2 3 K209 TP225 R1024WRR1024CLK RADPCMD RINT0 RINT1 R11 R01 TP208 图710 接收定时信号产生电路 第12页/共33页 第13页/共33页 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD

11、 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 U215 89C51 TP205TP206 SEMDEN RECEN TP207 CON-8KHZ GND J202 12MHZ C206 2

12、0P C207 20P TP201 E201 100UF/16V R203 3K VCC 1 2 3 K201 TP204 RESET TRESET TP203TP202 SPSEN 图711 软件使能信号电路图 从图中可见，软件使能信号产生电路是由89C51CPU构成的。在这里，我们编写程序要求输出一个脉冲宽度为625S，周期为17000S的软件使能信号。 第14页/共33页 第15页/共33页 第16页/共33页 XXXXX 相 加 延时 （Ts） （Ts）（Ts）（Ts） a0a1a2a3ani X(nTs) X (nTs) 图712 线性预测器的构成 第17页/共33页 1n 0i i

13、Ts)aiX(nTs)( s nTX 第18页/共33页 发 送 增 益 调 整 及 滤 波 器 电 路 2.4V参 考 电 位 模 /数 转 换 电 路 侧 音 增 益 调 整 电 路 接 收 增 益 调 整 及 滤 波 器 电 路 数 /模 转 换 电 路 K1 X 1 2 3 4 5 6 模 拟 转 换 与 编 译 码 滤 波 3V数 字 电 源 电 压5V模 拟 电 源 电 压 电 源 管 理 系 统 电 路 接 收 数 字 信 号 增 益 电 路 PCM译 码 电 路 ADPCM 译 码 器 抗 干 扰 突 发 检 测 预 算 电 路 可 编 程 双 音 频 信 号 发 生 器 PC

14、M编 码 电 路 ADPCM 编 码 器 K2 K3 串 行 控 制 接 口 电 路 数 字 信 号 处 理 电 路 接 收 移 位 寄 存 器 接 收 帧 同 步 电 路 发 送 帧 同 步 电 路 发 送 移 位 寄 存 器 时 序 与 控 制 电 路 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 1314151617 18 19 20 21 222324 25 26 27 28 PO+ PO- PI RO AXO+ AXO- VAG TG TI- TI+ VDD CI+CI-VSS VEXTVDSPSCP ENSCP CLKSCP RXSCP TXPDI/RESET SPC DT

15、FST BCLKT BCLKR FSR DR K4 图713 MC145540 ADPCM编译码内部电路框图 第19页/共33页 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28TG TI- TI+ VAG RO AXO- AXO+ VDSP VEXT PI PO- PO+ PDI/RESET SCP ENSCP CLK SCP TX SCP RX FST BCLKT DT SPC VSS CI- CI+ DR BCLKR FSR VDD 图7-14 管脚分配图 第20页/共33页 MC14554

16、0ADPCM芯片特性 单一供电方式：2.7-5.25V 低功耗：5V时 150mW 功耗下降0.3mW 3V时 65mW 功耗下降0.2mW 低噪声；有差分模拟电路。 律/A律压扩PCM编译码/滤波器电路。 三种速率选择（32、24、16Kbit/s）四种算法ADPCM CODEC完全满足G721、723、726和G714的PCM性能。 通用可编程双音频发生器。 可编程发送增益调整，接收增益调整与侧音增益调整。 可提供话筒接口的低噪声、高增益的三端输入运算放大器电路。 可直接与扬声器接口、推挽300负载负抗相匹配。 可提供振铃接口的推挽300的驱动电路。 可提供低功耗方式：3V电源送入数字信号

17、处理电路。 5V电源送入模拟信号处理电路。 在接收端具有噪声突发检测算法。 有串行控制口和监控内存，可实现微计算机控制。 第21页/共33页 R/WA0A1A2A3D0D1D2D3D4D5D6D7 高阻 SCPEN SCPCLK SCP RX SCP TX (a)采用双8比特传送的SCP字节寄存器写操作 R/WA0A1A2A3 高阻 SCPEN SCPCLK SCP RX SCP TX (b)采用双8比特传送的SCP字节寄存器读操作 D0D1D2D3D4D5D6D7 R/WA0A1A2A3D0D1D2D3D4D5D6D7 高阻 SCPEN SCPCLK SCP RX SCP TX (c)采用单

18、16比特传送的SCP字节寄存器写操作 任意 任意 任意 任意 任意 任意 R/WA0A1A2A3 D0D1D2D3D4D5D6D7高阻 SCPEN SCPCLK SCP RX SCP TX (d)采用单16比特传送的SCP字节寄存器读操作 任意 任意 图715 外部CPU对MC145540读、写操作时序波形 第22页/共33页 FST(R) BCLKT(R) DT DR 1234567 8 12345678任意任意 (a) 长帧同步（64Kbps PCM 数据时序） FST(R) BCLKT(R) DT DR 123 4 1234任意任意 (b) 长帧同步（32Kbps PCM 数据时序） F

19、ST(R) BCLKT(R) DT DR 12 3 123任意任意 (c) 长帧同步（24Kbps PCM 数据时序） FST(R) BCLKT(R) DT DR 1 2 12任意任意 (d) 长帧同步（16Kbps PCM 数据时序） FST(R) BCLKT(R) DT DR 123 4 1234任意任意 (e)短帧同步（32Kbps PCM 数据时序） FST(R) BCLKT(R) DT DR 1234567 8 12345678任意任意 (a) 长帧同步（64Kbps PCM 数据时序） FST(R) BCLKT(R) DT DR 123 4 1234任意任意 (b) 长帧同步（32

20、Kbps PCM 数据时序） FST(R) BCLKT(R) DT DR 12 3 123任意任意 (c) 长帧同步（24Kbps PCM 数据时序） FST(R) BCLKT(R) DT DR 1 2 12任意任意 (d) 长帧同步（16Kbps PCM 数据时序） FST(R) BCLKT(R) DT DR 123 4 1234任意任意 (e)短帧同步（32Kbps PCM 数据时序） 图716 ADPCM信号串行口时序波形图 第23页/共33页 模拟信号平衡输入/不平衡输出电路 R102 10K R103 10K R104 100K R105 100K R112 10K R111 10K

21、 R110 10K R109 10K R106 10K R107 10K R108 1K R101 600 C101 0.68UF C102 0.68UF N101 MICROPHONE 9 10 8 114 U102:C TL084 6 5 7 411 U102:B TL084 13 12 14 411 U102:D TL084 W101 20K TP101 TP102 VCC -5 AVIN1 AVIN2 第24页/共33页 TG 1 TI- 2 TI+ 3 VAG 4 RO 5 AXO- 6 AXO+ 7 VDSP 8 VEXT 9 PI 10 PO- 11 PO+ 12 RESET 1

22、3 SCPEN 14 SCPCLK 15 SCPTX 16 SCPRX 17 FST 18 BCLKT 19 DT 20 SPC 21 VSS 22 C- 23 C+ 24 DR 25 BCLKR 26 FSR 27 VCC 28 U101 MC145540 R113 10K R114 10K R118 10K R124 1K R125 1K C105 0.1 C103 0.1 C106 0.047UF C104 0.1 E101 10UF/16V 12 U104:A SN74F04 1110 U104:E SN74F04 56 U104:C SN74F04 34 U104:B SN74F04

23、 1 2 3 K101 1 2 3 K102 W102 68K TP103 J101 20.48MHZ VCC TP104 TP105TP106TP107TP108 TP109TP110TP111 TP112 TP113 NRESET P8KHZ 256 ADPCMDR 256 P8KHZ SCPRX SCPCLK SCPTX SCPEN ADPCMDT DT DR 第25页/共33页 1 10 10 113 114 K K R R 故为1：1，没有放大作用。滤波器的输出信号一方面送至 侧音增益调整电路，另一方面送至模/数转换电路，变为 数字信号，通过外CPU微处理器对内部RAM编程控制， K1使开关接通ADC转换的输出，进入PCM编码电路，输 出PCM信号，再经过ADPCM编码电路，输出到发送串行 移位寄存器电路中，最后ADPCM数据从第20引脚（DT端 ）输出。 第26页/共