音頻信號(hào)采集系統(tǒng)中數(shù)字濾波器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、數(shù)字音頻信號(hào)處理一直以來(lái)都是數(shù)字信號(hào)處理研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。如何使音頻信號(hào)在采集、傳輸?shù)倪^(guò)程中受到外部環(huán)境的干擾和損耗最小受到了各通信廠商的重視。數(shù)字音頻信號(hào)處理的主要內(nèi)容就是對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理,從而消除或衰減非有用信號(hào)。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,科學(xué)界和工業(yè)界逐漸加深了對(duì)音頻濾波技術(shù)的研究,研究出各種濾波器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)方法。力求濾波器在滿足要求的同時(shí)也減少了開(kāi)發(fā)的周期,降低資金的投入。隨著可編程邏輯器件的發(fā)展,具有高可靠性、

2、通用性強(qiáng)、易實(shí)現(xiàn)及可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種濾波和多處濾波等優(yōu)點(diǎn)的以FPGA為處理核心的濾波器成為了主流的濾波器設(shè)計(jì)方法。
　　系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中以Xilinx公司Spartan-6系列的XC6SLX45芯片為主控制芯片,通過(guò)XC6SLX45芯片控制LM4550(AC-972.1)將麥克風(fēng)采集到的語(yǔ)音信號(hào)實(shí)時(shí)地處理轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并將數(shù)據(jù)傳給主控制芯片XC6SLX45,對(duì)數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理,濾除非有用信號(hào),本論文設(shè)計(jì)了一款以實(shí)時(shí)語(yǔ)音信號(hào)采

3、集、濾波處理、回放為一體的音頻濾波系統(tǒng)。利用FPGA可反復(fù)編程、擦除、使用的特點(diǎn)成功地解決了語(yǔ)音濾波器可重構(gòu)的特點(diǎn)。
　　音頻信號(hào)采集系統(tǒng)中濾波器的設(shè)計(jì)選用Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA芯片XC6SLX45作為主控制芯片。主控制芯片通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制、音頻信號(hào)的采集與回放、音頻信號(hào)的濾波等。其中音頻信號(hào)的濾波器設(shè)計(jì)又分為3個(gè)子模塊,即高通、低通和帶通濾波器。外圍部件主要包括音頻編解碼芯片LM4500、晶振、按鍵

4、、開(kāi)關(guān)、LED、JTAG口、音頻輸入輸出接口等。在音頻信號(hào)采集系統(tǒng)中濾波器的硬件設(shè)計(jì)主要完成音頻信號(hào)的采集、傳輸、濾波處理以及音頻信號(hào)的回放的硬件模塊。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,通過(guò)JTAG接口和測(cè)試接口實(shí)現(xiàn)對(duì)FPGA的編程和測(cè)試。
　　音頻信號(hào)采集系統(tǒng)中濾波器的設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)選用Xilinx公司的的FPGA配套軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)ISE Foundation14.3、System Generator工具包和Math Works公司的MATLAB作為