音頻信號采集與AGC算法的DSP設計方案

過去，對大音頻信號采用限幅方式，即對大信號進行限幅輸出，小信號不予處理。這樣，仍然存在音頻信號過小時，用戶自行調(diào)節(jié)音量，也會影響用戶的收聽效果。隨著電子技術(shù)，計算機技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)已廣泛地深入到人們生活等各個領(lǐng)域。其中語音處理是數(shù)字信號處理最活躍的研究方向之一，在IP電話和多媒體通信中得到廣泛應用。

　　語音處理可采用通用數(shù)字信號處理器DSP和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 實現(xiàn)，其中DSP實現(xiàn)方法具有實現(xiàn)簡便、程序可移植行強、處理速度快等優(yōu)點，特別是TI公司TMS320C54X系列在音頻處理方面有很好的性價比，能夠解決復雜的算法設計和滿足系統(tǒng)的實時性要求，在許多領(lǐng)域得到廣泛應用。在DSP的基礎上對音頻信號做AGC算法處理可以使輸出電平保持在一定范圍內(nèi)，能夠解決不同節(jié)目音頻不均衡等問題。

　　電臺等由于其自辦頻道的廣告、新聞、廣播劇、歌曲和轉(zhuǎn)播節(jié)目等音頻信號電平大小不一，導致節(jié)目播出時，音頻信號忽大忽小，嚴重影響用戶的收聽效果。在轉(zhuǎn)播時，由于傳輸距離等原因，在信號的輸出端也存在信號大小不一的現(xiàn)象。

　　音頻信號采集

　　TI公司DSP芯片TMS320VC5402具有獨特的6總線哈佛結(jié)構(gòu)，使其能夠6條流水線同時工作，工作頻率達到100MHz。利用VC5402的2個多通道緩沖串行口(McBSP0和McBSP1)來實現(xiàn)與AIC23的無縫連接。VC5402的多通道帶緩沖的串行口在標準串口的基礎上加了一個2K的緩沖區(qū)。每次串口發(fā)送數(shù)據(jù)時，CPU自動將發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)送出；而當接收數(shù)據(jù)時，CPU自動將收到的數(shù)據(jù)寫入接收緩存。在自動緩沖方式下，不需每傳送一個字就發(fā)一次中斷，而是每通過一次緩沖器的邊界，才產(chǎn)生中斷至CPU，從而減少頻繁中斷對CPU的影響。

　　音頻芯片采用TLV320 AIC23，它是TI公司的一款高性能立體聲音頻A／D，D／A放大電路。AIC23的模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換部件高度集成在芯片內(nèi)部，采用了先進的過采樣技術(shù)。AIC23的外部硬件接口分為模擬口和數(shù)字口。模擬口是用來輸入輸出音頻信號的，支持線路輸入和麥克風輸入；有兩組數(shù)字接口，其一是由／CS、SDIN、SCLK和MODE構(gòu)成的數(shù)字控制接口。AIC23是一塊可編程的音頻芯片，通過數(shù)字控制口將芯片的控制字寫入AIC23內(nèi)部的寄存器，如采樣率設置，工作方式設置等，共有12個寄存器。音頻控制口與DSP的通信主要由多通道緩沖串行口McBSP1來實現(xiàn)。TLV320AIC23B pdf datasheet　AIC23通過數(shù)字音頻口與DSP的McBSP0完成數(shù)據(jù)的通信，DSP做主機，AIC23做從機。主機提供發(fā)送時鐘信號BCLKX0和發(fā)送幀同步信號BFSX0。在這種工作方式下，接收時種信號BCLKR0和接收幀同步信號BFSR0實際上都是由主機提供的。圖1是AIC23與VC5402的接口連接。

　　AIC23的數(shù)字音頻接口支持S(通用音頓格式)模式，也支持DSP模式(專與TIDSP連接模式)，在此采用DSP模式。DSP模式工作時，它的幀寬度可以為一個bit長。