基于TMS320C5402的語(yǔ)音信號壓縮存儲系統設計
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1 語(yǔ)音信號壓縮原理
μ/A律壓縮解壓編碼是國際電報電話(huà)協(xié)會(huì )CCITT(Consultative Committee for International Telegraph and Telephone)最早推出的G.711語(yǔ)音壓縮解壓編碼。其中歐洲和中國等國家采用A律壓縮解壓編碼，美國和日本等國家采用μ律壓縮解壓編碼。由于本系統采用A律壓縮解壓算法，這里只介紹A律壓縮原理。
A律壓擴的數學(xué)解析式為：
式中：y為輸出信號；x為輸入信號；A為壓縮系數。
由上式得知，小信號時(shí)為線(xiàn)性特性，大信號時(shí)近似為對數特性。這種壓擴特性常把壓縮、量化和編碼合為一體。A律可用13段折線(xiàn)逼近(相當于A(yíng)=87.6)，便于用數字電路實(shí)現[1]。13段折線(xiàn)的壓縮特性如圖1所示。圖1分段為x取正值時(shí)的情況，而x取負值時(shí)，壓擴特性與x取正值成奇對稱(chēng)，在正8段和負8段中，正1、2段和負1、2段斜率相同，合為一段，所以原來(lái)的16段折線(xiàn)變?yōu)?3段折線(xiàn)。
在進(jìn)行A律壓縮時(shí)，采樣后的12 bit數據，默認其最高位為符號位，壓縮時(shí)要保持最高位即符號位不變，原數據的后11 bit要壓縮成7 bit。這7 bit碼由3 bit段落碼和4 bit段內碼組成。壓縮變換后的數據根據后11 bit數據大小決定。具體的編碼表如表1所示。
2 系統硬件接口設計
本系統實(shí)現的是G.711標準A律壓縮編碼的語(yǔ)音處理過(guò)程。系統以TMS320C5402為核心，完成語(yǔ)音壓縮、存儲、解壓功能。語(yǔ)音采集與輸出模塊采用TI公司推出的一款高性能的立體聲音頻Codec芯片TLC320AD50C，內置輸入和輸出放大器，且對輸入和輸出都具有可編程增益調節。
2.1 模擬接口設計
模擬信號輸入電路如圖2所示。語(yǔ)音信號放大器經(jīng)過(guò)前端放大器TLC2272ACD放大、帶通濾波、單輸入信號轉換為差分信號后，送入AD50C的A/D轉換器的差分輸入端（INP和INM）。A/D轉換器將輸入的模擬信號轉換為以二進(jìn)制補碼表示的數字信號。
模擬信號輸出電路如圖3所示。經(jīng)D/A轉換、內部低通濾波恢復的模擬信號從AD50C的OUTP管腳輸出。外部放大濾波電路選用LM356運算放大器，放大后的信號送揚聲器還原成聲音。
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