VHDL课程设计

第2章 PCM编解码芯片控制设计思想 本课程设计研究了PCM系统和单片PCM编译码器TP3067，其中PCM系统包括PCM系统的工作原理和组成；单片PCM编译码器TP3067包括芯片内部结构和外部接口两部分。并通过VHDL硬件描述语言对TP3067进行描述，并用MAX+PLUSⅡ仿真出波形。

2.1 PCM系统

2.1.1PCM系统工作原理

脉冲编码调制是把模拟信号数字化传输的基本方法之一，它通过抽样、量化和编码，把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号，然后在信道中进行传输。接收机将收到的数字信号经再生、译码、平滑后恢复出原始的模拟信号。话音信号先经过防混叠低通滤波器，得到限带信号，进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号，然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。考虑到系统时钟频率较高,本系统利用VHDL设计pcm编码芯片的控制,生成时钟信号,发送时添加帧同步码,解码时检测帧同步码。以控制编解码的时序实现编解码功能。

2.1.2 PCM系统的组成

PCM系统由话音输入、低通滤波、抽样、量化、编码、信道、再生、解码、解调、低通滤波、语音输出组成。其组成框图如图1所示：

图1 PCM组成框图

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2.2 单片PCM编译码器TP3067

2.2.1 芯片TP3067简介

本课程设计选择了TP3067芯片作为PCM编译码器，它把编译码器（Codec）和滤波器(Filter)集成在一个芯片上，功能比较强，它既可以进行A律变换，也可以进行u律变换，它的数据既可用固定速率传送，也可用变速率传送，它既可以传输信令帧也可以选择它传送无信令帧，并且还可以控制它处于低功耗备用状态，到底使用它的什么功能可由用户通过一些控制来选择。TP3067可以组成模拟用户线与程控交换设备间的接口，包含有话音A律编解码器。自调零逻辑。话音输入放大器、RC滤波器、开关电容低通滤波器、话音推挽功放等功能单元。TP3067具有完整的话音到PCM和PCM到话音的A律压扩编解码功能。它的编码和解码工作既可同时进行，也可异步进行。

2.2.2 芯片TP3067工作原理

编译码器的工作是由时序电路控制的。在编码电路中，进行取样、量化、编码，译码电路经过译码低通、放大后输出模拟信号，把这两部分集成在一个芯片上就是一个单路编译码器。单路编译码器变换后的8位PCM码字是在一个时隙中被发送出去，这个时序号是由A/D控制电路来决定的，而在其它时隙时编码器是没有输出的。同样在一个PCM帧里，它的译码电路也只能在一个由它自己的时序里，从外部接收8位PCM码。单路编译码器的发送时序和接收时序可由外部电路来控制。只要向A/D控制电路或D/A控制电路发某种命令即可控制单路编译码器的发送时序和接收时序号，从而也可以达到总线交换的目的。不同的单路编译码器对其发送时序和接收时序的控制方式都有所不同。

编译码器一般都有一个PDN降功耗控制端，PDN=l时，编译码能正常工作，PDN=0时，编译码器处于低功耗状态，这时编译码器其它功能都不起作用。