一種無線語音傳輸系統(tǒng)設(shè)計方案

1、    一種無線語音傳輸系統(tǒng)設(shè)計方案摘要：實現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導放大器-電容(OTAC)連續(xù)時間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計和具體實現(xiàn)，使用外部可編程電路對所設(shè)計濾波器帶寬進行控制，并利用ADS軟件進行電路設(shè)計和仿真驗證。仿真結(jié)果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為126 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內(nèi)波紋小于05 dB，采用18 V電源，TSMC 018m CMOS工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關(guān)鍵詞：Butte以往設(shè)計無線數(shù)傳產(chǎn)品往往需要相當?shù)臒o線電專業(yè)知識和價格高昂的專業(yè)設(shè)備，傳統(tǒng)的電路方案不是

2、電路繁瑣就是調(diào)試困難，因而影響了用戶的使用和新產(chǎn)品的開發(fā)，nRF401系列高速單片無線收發(fā)芯片為短距離無線數(shù)傳應(yīng)用提供了較好的解決辦法，由于采用了低發(fā)射功率和高接收靈敏度的設(shè)計，因而可滿足無線管制要求，使用無需許可證，是目前低功率無線數(shù)傳的理想選擇，可廣泛用于遙控裝置、工業(yè)控制、無線通信、電信終端、車輛安全、自動測試、家庭自動化、報警和安全系統(tǒng)等。本文即提出了一種將其應(yīng)用于無線語音傳輸系統(tǒng)的設(shè)計方案。1射頻收發(fā)芯片nRF401nRF401是挪威Nordic VLSI公司最新推出的單芯片RF收發(fā)機，專為在433MHz ISM (工業(yè)、科研和醫(yī)療) 頻段工作而設(shè)計。它是目前集成度最高的無線數(shù)傳產(chǎn)品

3、。該芯片集成了高頻發(fā)射、高頻接收、PLL合成、FSK 調(diào)制、FSK解調(diào)、雙頻道切換等功能，具有性能優(yōu)異、功耗低、使用方便等特點。nRF401 的外圍元件很少，僅10個左右。只包括一個4MHz基準晶振(可與MCU共享)、一個PLL環(huán)路濾波器和一個VCO電感，收發(fā)天線合一，沒有調(diào)試部件，這給研制及生產(chǎn)帶來了極大的方便。主要技術(shù)特性見表1 所示，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。nRF401接收機使用具有較強抗干擾能力的FSK頻移鍵控(Frequency-ShiftKeying)調(diào)制方式，改善了噪聲環(huán)境下的系統(tǒng)性能；采用DSS+PLL頻率合成技術(shù)， 工作頻率穩(wěn)定可靠。與ASK幅移鍵控(Amplitude-Shi

4、ftKeying)和OOK開關(guān)鍵控(On-Off Keying)方式相比，這種方式的通信范圍更廣，特別是在附近有類似設(shè)備工作的場合。圖1 nRF401內(nèi)部框圖nRF401 無需外接昂貴的變?nèi)荻O管，而其他競爭產(chǎn)品大多需要外接變?nèi)荻O管、聲表面波濾波器件等。這些芯片一般需要進行曼徹斯特編碼后才能傳輸，在編程上會需要較高的技巧和經(jīng)驗，需要更多的內(nèi)存和程序容量，并且曼徹斯特編碼大大降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，一般僅能達到標稱速率（實際速率）的1/3,因此大大增加了軟件的工作量和產(chǎn)品開發(fā)的難度。而nRF401系列獨特的技術(shù)可以直接傳送單片機串口數(shù)據(jù)，應(yīng)用及編程非常簡單，抗干擾能力強，傳送的效率很高，且使用很方

5、便。nRF401采用小型20引腳SSOP封裝，管腳數(shù)和體積最小，采用非常緊湊的電路板布局，有利于減少PCB面積，降低成本，適合便攜式產(chǎn)品的設(shè)計，也有利于開發(fā)和生產(chǎn)。3V直流電源供電。接收電流低，僅為11mA，而且在輪流檢測（Polling）模式時可以通過周期性暫停的方法使其更低，以延長電池壽命。它還提供進一步降低電流消耗的待機模式。表2為其部分管腳說明。nRF401另一個非常重要的特性是接收機的頻帶外阻抗很高(out-of-band blocking)，這意味著它不需要外部聲表面波（SAW）濾波器。此外nRF401的解調(diào)器是DC平衡的，因此可以使用任何一種協(xié)議，也可以使用各種'0

6、9;、'1'序列，因而無需浪費單片機寶貴的處理資源來進行曼徹斯特編碼。nRF401的串口可以與任何單片機接口，也不需要進行設(shè)置，應(yīng)用及編程非常簡單，可直接傳輸串口數(shù)據(jù)，傳送的效率很高，是一種能方便地與各種單片機配合使用的方案。2 音頻接口芯片TLV320AIC10TLV320AIC10是TI公司近年新推出的低功耗-型16位A/D、D/A音頻接口（AIC）芯片。模擬接口芯片（AIC）又稱調(diào)制解調(diào)編解碼器（modem Codec）以其高度可編程性，高性能，低功耗，較少的外圍器件，成為當前語音處理的主流產(chǎn)品。適用于音頻處理，語音增強，語音安全，回聲抵消，VoIP（Voice-over

7、-Internet Protocol）等廣泛的電話或語音應(yīng)用中。其功能強大的串行接口和應(yīng)用支持以及低功耗的特性使得TLV320AIC10成為音頻應(yīng)用的最好的模擬接口。TLV320AIC10為一通用，35.5V Codec，內(nèi)部集成了16位A/D和D/A轉(zhuǎn)換器。有兩路模擬輸入通道，一路模擬輸出通道和一對數(shù)字I/O口。使用片內(nèi)FIR濾波器時采樣速率最高可達22ksps，采用片外FIR濾波器時其采樣速率最高可達88ksps，工作方式和采樣速率均可由單片機編程設(shè)置。其內(nèi)部ADC之前有抗混疊濾波器，之后有抽樣濾波器，DAC之前有插值濾波器，接收和發(fā)送可同時進行，且輸入輸出增益控制可編程，可工作在單端或差

8、分方式。其獨特的直接DCSI參數(shù)設(shè)置模式采用單線串行口直接對內(nèi)部寄存器編程，不受數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換串行口的影響。事件控制模式使單片機可監(jiān)控如電話RING/OFF-HOOK檢測等外部事件。AIC10由個控制寄存器控制。其中，控制寄存器：軟件復位，DAC的16位或151位模式選擇以及抗混疊濾波器、抽樣濾波器、插值濾波器使能旁路選擇。控制寄存器2：決定工作方式和采樣速率?？刂萍拇嫫鳎很浖P(guān)電，模擬及數(shù)字信號反饋和事件控制模式選擇；ADC的16位或151位模式選擇?？刂萍拇嫫鳎狠斎胼敵鲈鲆婵刂啤IC的初始化主要就是對這4個寄存器參數(shù)進行設(shè)定。該器件與單片機接口易于實現(xiàn)，開發(fā)和使用更加方便。尤其適合應(yīng)用于低比特率、高性能密