新型语音压缩编解码器AMBE2000:编解码器压缩错误

新型语音压缩编解码器AMBE2000

新型语音压缩编解码器AMBE2000 关键词:语音压缩;
格式字;
FEC;
VAD;
AMBE2000 1 引言 AMBE2000是一种高性能、低功耗的单片实时语音压缩解压芯片, 其压缩率可在2kbps~9.6kbps范围内由软件调节,且具有FEC(前 向纠错)、VAD(语音激活检测)功能和DTMF信号检测功能,因此可广泛 应用于卫星通信、数字移动通信、保密通信、语音邮件等方面。

2 引脚说明及特性参数 AMBE2000的主要特性及参数如下:
●具有高品质的语音质量;

●压缩数据率可在2kbps~9.6kbps范围内用软件调节;

●纠错率范围为50bps~7.2kbps;

●具有VAD(语音激活检测)/CNI(插入舒适噪声)功能;

●具有DTMF信号检测和产生功能;

●电源电压:+3.3V;

●工作温度范围:-40~+100℃;

●采用100脚TQFP封装。

表1 主机接口选择 表2 语音数据位选择(无格式) AMBE2000的引脚说明如下: CHANN_SEL0~1(75,77)脚:主机接口类型选择端  具 体操作见表1所列;
BAUD_SEL0~1(80~81)脚:无格式语音数据位选择端  具体操作见表2所列  RATE_SEL0~4(70~74)脚:语音压缩率与前向纠错率选 择端  具体操作见表3所列;

CODEC_SEL0~1(84~85)脚:A/D和D/A接口选择 端口  具体操作见表4所列;

表3 AMBE2000压缩数据率选择表 *注:压缩数据率也可通过控制字改变。

表4 A/D-D/A硬件配置 VAD_EN(86)脚:使能语音激活检测功能端(高电平有效);

ECHOCAN_EN(78)脚:使能回声消除功能端(高电平有效);

SLEEP_EN(83)脚:休眠模式控制端口(高电平有效);

SLIP_EN(82)脚:滑动模式控制端口(高电平有效);

X2/CLKIN(68)脚:16.384MHz时钟输入脚;

X1(67)脚:内部振荡器输出;

RESETN(69)脚:复位脚(低有效);

EPR(20)脚:编码包就绪标志;

SOFT_EN(79)脚:使能软件误码判断端口(高电平有效);

CHAN_RX_DATA(32)脚:用于接收主机数据到AMBE20 00;

CHAN_TX_DATA(42)脚:用于将AMBE2000数据发送 到主机;

CHAN_RX_LK(28)脚:主机接收时钟;
CHAN_TX_CLK(34)脚:主机发送时钟;

CHAN_TX_STRB(38)脚:主机发送/接收帧同步脉冲;

CHAN_RX_STRB(30)脚:主机接收帧同步脉冲端口;

CODEC_RX_STRB(29)脚:A/D帧同步脉冲接收端;

CODEC_TX_STRB(37)脚:D/A帧同步脉冲发送端口;

CODEC_RX_DATA(31)脚:A/D发送PCM数据给AMB E2000;

CODEC_TX_DATA(41)脚:AMBE2000发送PCM数 据到D/A;

CODEC_RX_CLK(27)脚:A/D时钟;

CODEC_TX_CLK(33)脚:D/A时钟;

CLOCK_MODE(51)脚:时钟模式选择端口,该端口接高电平 时选择晶体振荡模式;
当接低电平时选择外部时钟);

VDD(8,11,12,23,36,39,44,45,46,47, 48,49,54,57,64,76,87,90脚):正电源;

GND(1,9,10,25,26,35,40,50,52,53, 56,63,65,88,89脚):接地端;

其余管脚:N.C,悬空不用。

3 主机接口及数据格式 AMBE2000与主机的接口数据格式分为两种:一种是有格式;
另一 种是无格式。

3.1 有格式 在有格式情况下,AMBE2000大约每20ms生成一个压缩数据包,这个数据包共由24个字组成;
数据包生成后,其EPR管脚会输出一个短的负 脉冲指示,依此来决定对数据包的处理。数据包的具体构成如下:
格式字0:固定为x13ECH,为数据包的头;

格式字1:高8位用于芯片功率控制,0x00表示正常工作模式;
0x 55表示低功耗模式。低8位的位功能(高有效)如表5所列;

表5 格式字1格式 表6 格式字2-6格式 格式字2~6:用于指定和表示芯片的压缩数据率,具体如表6所列;

格式字7:该位在输入数据包中不用,因此,在设计时,应将其设置为0 x0000;
而在输出数据包中表示误码率;

格式字8、9:不用,通常设置为0x0000;

格式字10:高8位用于控制和表示DTMF信号的幅度,范围从3~- 60dBm0(例如:0x03=3,0x00=0,0xC4=-60);
低 8位用于控制和检测DTMF信号,所发出和检测的信号为标准的北美呼叫音。

DTMF代码见表7所列。

表7 DTMF代码 表8 格式字11格式 格式字11:高8位用于解码器音量控制,其中0x80表示原音量,0 xFF为原音量的两倍,小于0x80为减小音量;
低8位的功能如表8所列。

其中编码/解码选择如下:00为编码+解码;
01为编码;
10为解码;
11 为不用;

格式字12~23:压缩数据信息。根据数据率的不同,其数据位数也不 相同。数据位数和压缩数据率的关系如下:
位数=压缩数据率(bps)/50(bps) 例如,在最低压缩率为2kbps时,数据位数为:2000/50=40位。

3.2 无格式 在无格式情况下,只需要发送数据位,但每秒会减少50bit的数据(与 有格式情况相比),因而会降低语音质量。其每个字中包含的数据位数参见表2。

每帧的字数和压缩数据率的关系如下:
字数=[压缩数据率(bps)/50(bps)]/位数 式中,所选的位数必须能被选择的压缩数据率整除。AMBE2000串 口时钟速率最高为2.048MHz。

图1 用AMBE2000和AD73311构成的语音采样、压缩、解压缩的实用电路 4 应用电路 图1所示是用AMBE2000和AD73311构成的语音采样、压缩、 解压缩实用电路,其中AD73311是A-DI公司的一种声码器芯片,它的 采样速率可以达到32kHz、16位采样数据,且具有较好的声音质量,因而 可配合AMBE2000使用,在实际应用中取得了良好的效果。图中,AMB E2000选择的管脚接法将压缩率定义为2kbps  同时电路设置在外部 输入时钟模式,且回声消除、语音激活、滑动补偿功能有效,其EPR脚用来输 出数据包就绪指示信号。在电路上电正常工作以后,还可以通过软件对AMBE 2000进行重新设置,因此,AMBE2000语音压缩编解码器应用起来十 分灵活。

5 结束语 语音通信在数字通信中占有十分重要的地位,通过本文所介绍的AMBE 2000和AD73311所构成的数据压缩方法,不但可以节约存储资源,而 且能够减小对通信带宽的需求。因此,在某些特殊的应用领域,AMBE200 0语音压缩编解码芯片有着十分广阔的应用前景。