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《音頻信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、··11第卷1第期1陰山學(xué)刊自然科學(xué)版vooN...9915年6月INSHANACAEICJOURNA(NATUSCI)Jun9915音頻信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)王潤(rùn)文(包頭師專物理系)要本文介紹了音頻信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)原理,并結(jié)合框圖較為詳細(xì)地分析了其中口電。的自動(dòng)增益控制放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)之間的接路設(shè)計(jì)思想給出了電路原。理圖和實(shí)際測(cè)試的主要參數(shù)和曲線、、、、、。關(guān)鍵詞音頻信號(hào)數(shù)據(jù)采集存貯器單片機(jī)接口自動(dòng)增益技制,、在語(yǔ)音信號(hào)識(shí)別系統(tǒng)中首先需將語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)放大濾波等必要的處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,。為、。存儲(chǔ)于大容量存貯器中進(jìn)一步的分析研究提
2、供原始信息音頻信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就是為完成這一任務(wù)而設(shè)置的。1.電路框圖介紹l,!一有!偷唐康沃庸可陌卜厄日圈曰控源增濾V知益波放器大器圖(l)原理框圖。圖(l)所示為音頻信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理框圖該電路首先將話筒輸人的音頻信號(hào)、經(jīng)具有自動(dòng)增益控制功能的音頻放大器放大有源濾波器平滑濾波后送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)。。換成數(shù)字量模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)由單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量存儲(chǔ)于單片機(jī)系統(tǒng)。。,的存貯器中該數(shù)字量即為軟件識(shí)別的原始數(shù)據(jù)圖中模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD574它是一l儀稿:1995一()4一26日期。O一v0個(gè)完整的位逐次逼近型帶三態(tài)輸出緩沖器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器本電路采用的單
3、極。,,性輸入方式AD574的轉(zhuǎn)換時(shí)間為5拼由于音頻信號(hào)頻率較低無(wú)需設(shè)置采樣保持電。,、路根據(jù)AD574對(duì)輸入模擬量的要求話筒輸出的音頻信號(hào)經(jīng)放大濾波后應(yīng)限制在0v。,vv。一10的范圍內(nèi)而實(shí)際話筒輸出信號(hào)的電平變化范圍較寬從幾m到上百m為提,。高刀D轉(zhuǎn)換精度不宜采用固定增益的放大器本電路利用一塊14引腳的四運(yùn)放集成,,塊LM324配以少量外圍元件構(gòu)成一個(gè)帶有二階有源濾波電路且具有自動(dòng)增益控制功。經(jīng)放大濾波后的音頻信號(hào)送入。能的音頻信號(hào)放大器AD574轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字量由,。KxnIetl8751單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果存入容量為32s位的數(shù)據(jù)存貯器中2各部分電
4、路的介紹2.1自動(dòng)增益控制放大器工作原理。月.招佗Nl拭二一峨二二二二》,卜7U耳燕汁勺圖(2)自動(dòng)增益控制及有源濾波電路原理圖:、。,圖(2)中Ul人及R;R:和R3等器件構(gòu)成前置放大器接成同相放大電路以提高電_二`_.、_、.`.、_卜.、.,、_`_~.,、_二。v`凡,、_路的輸’入阻抗其…電壓放大倍數(shù)`A=1+其中R可視’話’筒輸出信號(hào)的大小在一`定一”一J時(shí)”刃““/、以產(chǎn)、’曰一丫一翠Z’z、’J.州’,’閃’目砂一`聲、,一一一一、R一~~一一。。范圍內(nèi)調(diào)節(jié)經(jīng)前置放大后的信號(hào)送入下一級(jí)自動(dòng)增益控制放大器中第二級(jí)放大電路,:B、,:D、,、、
5、、。,:B由uuTDJ凡幾等器件構(gòu)成一級(jí)自動(dòng)增益控制放大電路經(jīng)U輸出的信號(hào)一路,:C。D,,4送入由u等元件組成的二階有源濾波電路另一路經(jīng)二極管半波整流1R和:。馬濾波形成與Ul。一一-輸出信號(hào)幅度大小成正比的直流電壓其電平變化范圍為v23.。該電壓經(jīng)l:。、R,;、2和1R3N溝v4U1R等元件組成的反相放大器放大后作用在道J型;。l。l、場(chǎng)效應(yīng)管T的控制柵極電路設(shè)計(jì)使T工作在輸出特性曲線的可變電阻區(qū)T源漏。::D極間的輸出電阻等效為一個(gè)受自動(dòng)增益控制電壓控制的壓控電阻控制電壓即為U。。的輸出電壓壓控電阻的阻值隨控制電壓的增大而增大U卜B的電壓放大倍數(shù)A
6、vfz一_`..、、_.、,_,,.、,、,,J_.,,,.*、_1____。___~、。。一..R,4。_:一0寧4’其`…、中’’R”為’`凡一與壓控`電阻’的`并聯(lián)’、值自動(dòng)增-益控`制’的一`原一”’理是’’當(dāng)輸’~入`一信’~號(hào)一幅’一度`--增-大R’一,“一一一”~一一一~一一一一一一,,·,,4導(dǎo)時(shí)lT柵極的控制電壓增大使壓控電阻的阻值增大’R增大致vA、減小實(shí)現(xiàn)了自。:、·、。5:動(dòng)增益控制的目的經(jīng)自動(dòng)增益控制放大器放大后的信號(hào)送人由lUq幾1R一lR,等元件組成的二階有鐐濾波器濾波即可滿足AD574模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬量輸入信號(hào)的要。。、求
7、有關(guān)二階有源濾波電路原理清參閱文獻(xiàn)(3)圖(2)所示電路輸入輸出電壓實(shí)測(cè)參。數(shù)如表l()所示、表(l)音頻信號(hào)放大濾波電路輸人/輸出電壓表醉戶.戶,~,..,..~..~呼..,.~,.。、。25304050607080901001101130140150.(。152020:勺(,)51.82.32.62.83323.43.844.44.85.266.46.87增益變化曲線如圖(3)所示甘人v。·葉`“,一飛廠二怡獷飛廠篇下丁飲獷飛戶圖(、3)音頻信號(hào)放大濾波電路增益變化曲線2.2模數(shù)轉(zhuǎn)換器D5748751日A與單片機(jī)的接電路。、模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口電
8、路如圖(4)所示其中AD574的硯cE和R/己分別、。。是片選片使
