按G.723标准设计的数字录音系统

    关键词：G.723标准 数字录音机 ADSP-2181 语音数字处理

随着数字化技术的迅速发展，语音信号数字处理技术的不断成熟[1]，可编程器件和功能强大的数字信号处理器（DSP）的广泛应用，传统的模拟音像设备大量地被各种数字设备所代替。然而，便携式的录音设备仍以各种模拟媒质为主，如常用的磁带录音机。如果要将其录音以数字形式的数据保存，则应将其模拟录音信号变换成数字形式的数据，这就给原始数据的保存带来诸多不便。因此，笔者按G.723标准设计了一种数字录音机，它以ADSP-2181作为语音处理器和系统控制器，取消了普通录音机的机械部分和磁带，以大容量的闪速存储器(Flash RAM)作为数字语音数据存储器。该样机体积很小，录音时间长，没有机械噪声及机械故障，很有实用价值。
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1 G.723标准简介和系统结构框图

1.1 G.723标准简介

G.723是ITU-T在1996年制订成型的一种多媒体语音编解码标准。其典型应用包括IP电话服务、H.324视频电话、无线电话、数字卫星系统、数电倍增设备(DCME)、公共交换电话网（PSTN）、ISDN及各种多媒体语音信息产品。G.723标准传输码率有5.3kb/s和6.3kb/s两种，在编程过程中可随时切换。该标准主要包含了编码算法和解码算法。原理是：从采集的语音信号中解析出声道模型参数，构造一个合成滤波器，采用合适的激励源激励，编码传输的参数主要是激励源与合成滤波器的参数。5.3kb/s的编码器采用代数码线预测激励（ACELP）；6.3kb/s的编码器则采用多脉冲最大似然量化(MP-MLQ)激励。根据传输编码参数，可重构激励源与合成滤波器进行解码，还原出来的数字语音信号经D/A转换器转换成模拟语音信号。关于G.723的编码和解码的详细说明见参考文献[2]。

    G.723算法对语音信号有很好的编解码效果，同时也可处理音乐和其它声音信号，典型输入是64kb/s（8k×8）或128kb/s(8k×16)的A律或μ律的PCM采样语音信号。每次处理一帧语音信号，每帧240个采样点（30ms）。在5.3kb/s的码率下，每帧语音被压缩成20个字节传输；在6.3kb/s的码率下，每帧语音被压缩成24个字节传输。

1.2 数字录音系统的结构框图

系统框图主要由图1所示的五部分组成。AD73311用来进行A/D和D/A转换，它集成了模/数和数/模转换功能，而且可编程控制，使用极其方便；ADSP-2181为系统的核心数字处理器[3]，时钟频率为33MHz，其功能强大；KM29N32000为闪速存储器（Flash RAM），用来存储已压缩的语音数据；AT27C010（EPROM）用来存放控制ADSP-2181工作的程序；LCD用来显示系统当前的工作状态。

系统的工作流程是：模拟语音信号经AD73311采样并经A律或μ律压缩后转换成PCM数据，通过ADSP-2181的串行口送到ADSP-2181，ADSP-2181再将数据进行编码和压缩后送到闪速存储器KM29N32000中存储起来；录音回放时，从KM29N32000读取压缩数据，送回ADSP-2181进行解码，再送到AD73311进行D/A转换，输出模拟语音信号。整个过程都是由存放在AT27C010中的DSP程序控制，有条不絮地工作。LCD显示系统当前的工作状态。

2 系统各主要部分的原理与接口

2.1 AD73311与ADSP-2181的接口电路及编程控制

2.1.1 AD73311与ADSP-2181的接口电路