FPGA的语音存储与回放系统设计

1、【Word版本下载可任意编辑】 FPGA的语音存储与回放系统设计 1 设计要求 设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，其示意图如图1所示。 图1 数字化语音存储与回放系统示意图 (1)放大器1的增益为46dB，放大器2的增益为40dB，增益均可调； (2)带通滤波器：通带为300Hz3.4kHz； (3)ADC：采样频率fs=8kHz，字长=8位； (4)语音存储时间10s； (5)DAC：变换频率fc=8kHz，字长=8位； (6)回放语音质量良好。 不能使用单片语音专用芯片实现本系统。 2 数字化语音存储与回放系统硬件电路 2.1 放大器1即音频信号放大电路 音频信号放大电路如图2所示。

2、级放大(-4.7)倍。IRD120实现自动增益控制，当开关打到1的位置是增益自动控制，当开关打到2的位置是手动控制。增益自动、手动控制是利用场效应管工作在可变电阻区，漏源电阻受栅源电压控制的特性。第二级放大(+101)倍。第三级放大倍数可调，(-20)倍，保证ADC0809满量程转换。 图2 音频信号放大电路 2.2 带通滤波器 带通滤波器如图3所示。实测带通3003300Hz。保证语音信号不失真地通过滤波器，滤除带外的低频信号和高次谐波。 图3 带通滤波器 2.3 模数转换(ADC)电路 ADC电路如图4所示。题目要求采样频率fs=8kHz，字长=8位，可选择转换时间不超过125 s的8位A

3、D转换芯片，ADC0809的转换时间为100s，可选用ADC0809。音频信号经过放大、滤波送给ADC0809 ADC电路，将模拟量转换为数字量，再经可编程器件送给存储芯片。cp、oe、eoc、start、ale、din接图9。 图4 ADC电路 2.4 语音存储电路 存储芯片HM628128D管脚如图5所示。HM628128D可存储8位131072字，5V供电，静态RAM。语音存储时间10s。HM628128D在数字化语音存储与回放系统硬件电路中的接线如下表1所示。HM628128D读写功能如下表2所示。 图5 HM628128D管脚 2.5 数模转换(DAC)电路 DAC如图6所示。题目要

4、求变换频率fc=8kHz，字长=8位，可选择转换时间不超过125s的8位DA转换芯片，DAC0800的转换时间为100ns，可选用DAC0800。存储芯片输出的数字量经可编程器件图9送给DAC0800 DAC电路，将数字量转换为模拟量。 图6 DAC0800 DAC电路 2.6 带通滤波器和功率放大器 带通滤波器2如图7所示。放大器2和功率放大器如图8所示。图6、图7、图8连接起来就可以获得音频信号。 图7 带通滤波器2 图8 放大器2和功率放大器 3 数字化语音存储与回放系统软件电路 3.1 FPGA外部接线 FPGA外部接线如图9所示。clk24m接24MHz晶振，cp接图4 ADC0809 ADC电路，yy接图1.5 HM628128D，res接按键开关res为0时地址复位为0，wo接高低电平开关wo为0录音wo为1放音，stat接高低电平开关，开始录音或放音。dout接图6，wr、read、adr接图5HM628128D，bz接发光指示灯显示录音或放音工作状态，其余端接图4 ADC0809 ADC电路。 图9 FPGA外部接线 4 结论 此课题的创新点在于用FPGA控制数字化语音存储与回放，取代了以往用单片机去控制；同时此课题综合了数电、模电