音頻信號采集系統(tǒng)中數(shù)字濾波器的研究與設計.pdf

1、數(shù)字音頻信號處理一直以來都是數(shù)字信號處理研究的熱點問題之一。如何使音頻信號在采集、傳輸?shù)倪^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)字音頻信號處理的主要內容就是對音頻信號進行濾波處理,從而消除或衰減非有用信號。隨著微電子技術的不斷發(fā)展,科學界和工業(yè)界逐漸加深了對音頻濾波技術的研究,研究出各種濾波器的實現(xiàn)結構以及實現(xiàn)方法。力求濾波器在滿足要求的同時也減少了開發(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、易實現(xiàn)及可同時實現(xiàn)多種濾波和多處濾波等優(yōu)點的以FPGA為處理核心的濾波器成為了主流的濾波器設計方法。
　　系統(tǒng)在設計過程中以Xilinx公司Spartan-6系列的XC6SLX45芯片為主控制芯片,通過XC6SLX45芯片控制LM4550(AC-972.1)將麥克風采集到的語音信號實時地處理轉換為數(shù)字信號,并將數(shù)據傳給主控制芯片XC6SLX45,對數(shù)字音頻信號進行濾波處理,濾除非有用信號,本論文設計了一款以實時語音信號采

3、集、濾波處理、回放為一體的音頻濾波系統(tǒng)。利用FPGA可反復編程、擦除、使用的特點成功地解決了語音濾波器可重構的特點。
　　音頻信號采集系統(tǒng)中濾波器的設計選用Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA芯片XC6SLX45作為主控制芯片。主控制芯片通過編程實現(xiàn)系統(tǒng)控制、音頻信號的采集與回放、音頻信號的濾波等。其中音頻信號的濾波器設計又分為3個子模塊,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、、開關、LED、JTAG口、音頻輸入輸出接口等。在音頻信號采集系統(tǒng)中濾波器的硬件設計主要完成音頻信號的采集、傳輸、濾波處理以及音頻信號的回放的硬件模塊。在設計的過程中,通過JTAG接口和測試接口實現(xiàn)對FPGA的編程和測試。
　　音頻信號采集系統(tǒng)中濾波器的設計軟件平臺選用Xilinx公司的的FPGA配套軟件開發(fā)平臺ISE Foundation14.3、System Generator工具包和Math Works公司的MATLAB作為