CN111128207B - 自听自环通话盒及其通话方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自听自环通话盒，包括ARM处理器、分别与所述ARM处理器连接的第一音频编解码器和第二音频编解码器，以及音频功放，所述ARM处理器用于对所述第一音频编解码器和所述第二音频编解码器上电时加载控制程序并使得二者时钟相同；所述ARM处理器控制所述第一音频编解码器、第二音频编解码器以及音频功放分别形成数字信号发通道、模拟信号发通道、数字信号收通道和模拟信号收通道。本发明还提供一种自听自环通话盒的通话方法。与相关技术相比，本发明的自听自环通话盒及其通话方法中，可编辑通话控制要求而无需要更换硬件，通话效果好且具有数字和模拟两种通话方式。

Description

自听自环通话盒及其通话方法
技术领域
本发明涉及一种短波通信技术领域，尤其涉及一种自听自环通话盒及其通话方法。
背景技术
随着现代社会各种信息量的增大及人们对图像声音的高质量要求，传统的基于模拟技术的通信已无法满足现代化需求，模拟音频音量不可控，频谱间串扰大，不能有效滤除带外噪音，越来越多的数字处理技术融入到短波通信中；目前的民用手机都是将音频集成于处理器中，而且采用了语音增强芯片增强通话质量，其芯片内部也采用了降噪、音频编解码处理等算法，类似的音频播放器中也加入均衡器来提高音频效果。音频编码依据音频信息自身的相关性以及人耳对音频信息的听觉冗余度，对数字音频信息压缩，实现高压缩比、保密性好、抗干扰性强、有效消除噪声等的性能，因此采用音频编解码技术是必须的。
目前在短波通信电台中均使用的是传统的由音频放大和语音压缩组成的通话盒，通话中通话盒只能以频响、灵敏度等指标来衡量，且频响和灵敏度两个指标相互制约，无法同时满足两者；语音压缩也无法满足话音频率成分完全相同，而且目前的通话盒无法将通话盒与整机电台的问题区分开以模拟形式工作，后端还需加入相应的音频处理方式来满足整机指标要求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种可编辑、通话效果好且具有数字和模拟两种通话方式的自听自环通话盒及其通话方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种自听自环通话盒，包括ARM处理器、分别与所述ARM处理器连接的第一音频编解码器和第二音频编解码器，以及音频功放，所述ARM处理器用于对所述第一音频编解码器和所述第二音频编解码器上电时加载控制程序并使得二者时钟相同；所述ARM处理器控制所述第一音频编解码器接收麦克风采集的差分模拟信号，并对其进行音频信号处理后转化为数字信号输出，以形成数字信号发通道；所述ARM处理器控制所述第一音频编解码器接收麦克风采集的差分模拟信号，并对其进行音频信号处理后转化为数字信号输出，并通过所述第二音频编解码器将该数字信号进行数模转化后以差分模拟信号输出，以形成模拟信号发通道；所述ARM处理器控制所述第一音频编解码器接收所述数字信号发通道输出的数字信号，并对其进行音频信号处理后转化为差分模拟信号输出，所述音频功放接收该差分模拟信号后对其进行功放处理，供耳机接收，以形成数字信号收通道；所述ARM处理器控制所述第二音频编解码器接收所述模拟信号发通道输出的差分模拟信号，并对其进行模数转化处理后转化为数字信号输出，并通过所述第一音频编解码器将该数字信号进行音频信号处理后以差分模拟信号输出，所述音频功放接收该差分模拟信号后对其进行功放处理，供耳机接收，以形成模拟信号收通道。
优选的，所述第一音频编解码器和所述第二音频编解码器分别连接于所述ARM处理器的两对I2C管脚，且两对所述I2C管脚独立运行。
优选的，所述第一音频编解码器包括依次串联连接的第一音量控制模块、ALC控制模块、左右声道补偿模块、滤波模块、声音均衡器模块、降噪模块以及第一ADC模块；所述第一音频编解码器的工作时钟为12.288MHz，采样速率为48k。
优选的，所述第二音频编解码器包括依次串联连接的第二ADC模块和第二音量控制模块；所述第二音频编解码器的工作时钟为12.288MHz，采样速率为48k。
优选的，所述音频功放设有16/32欧姆的民用耳机插孔。
相较于现有技术，本发明的自听自环通话盒及其通话方法中，通过ARM处理器、分别与所述ARM处理器连接的第一音频编解码器和第二音频编解码器以及音频功放形成数字信号发通道、模拟信号发通道、数字信号收通道以及模拟信号收通道，可以根据电台的需求切换模拟和数字模式输出；并且根据具体的通话质量可以通过ARM处理器进行程序编辑实现提高话音质量，而无需更改硬件。同时，所述自听自环通话盒可以进行自环，来检验自身的话音质量，从而有效的辨别出整机和自听自环通话盒的问题，可移植性强，功能多，易于实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明自听自环通话盒的出端结构框图；
图2为本发明自听自环通话盒的收端结构示意图；
图3为本发明自听自环通话盒中第一音频编码器的结构原理框图；
图4为本发明自听自环通话盒中第二音频编码器的结构原理框图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参图1-2所示，本发明提供了一种自听自环通话盒，包括ARM处理器1、分别与所述ARM处理器1连接的第一音频编解码器2和第二音频编解码器3，以及音频功放4。
所述ARM处理器1用于对所述第一音频编解码器2和所述第二音频编解码器3上电时加载控制程序并使得二者时钟相同。通过ARM处理器1对第一音频编解码器2和所述第二音频编解码器3进行程序编辑可实现提高话音质量，而无需更改硬件。第一音频编解码器2和所述第二音频编解码器3时钟需要相同，否则其中一个送给另一个的数字信号不能识别，会产生乱码。
本实施方式中，所述第一音频编解码器2和所述第二音频编解码器3分别连接于所述ARM处理器1的两对I2C管脚，且两对所述I2C管脚独立运行。
具体的，所述第一音频编解码器2包括依次串联连接的第一音量控制模块21、ALC控制模块22、左右声道补偿模块23、滤波模块24、声音均衡器模块25、降噪模块26以及第一ADC模块(第一DAC模块)27。本实施方式中，所述第一音频编解码器2的工作时钟为12.288MHz，采样速率为48k。
所述第二音频编解码器3包括依次串联连接的第二ADC模块(第二DAC模块)31和第二音量控制模块32。本实施方式中，所述第二音频编解码器32的工作时钟为12.288MHz，采样速率为48k。
目前军用的耳机在音质上差民用很多，并且相同幅度的信号军用耳机有破音，而民用耳机无破音。因此，本实施方式中，所述音频功放设有16/32欧姆的民用耳机插孔。
具体的，所述ARM处理器1控制所述第一音频编解码器2接收麦克风采集的差分模拟信号，并对其进行音频信号处理后转化为数字信号输出，以形成数字信号发通道10。
所述ARM处理器1控制所述第一音频编解码器2接收麦克风采集的差分模拟信号，并对其进行音频信号处理后转化为数字信号输出，并通过所述第二音频编解码器3将该数字信号进行数模转化后以差分模拟信号输出，以形成模拟信号发通道20。
所述ARM处理器1控制所述第一音频编解码器2接收所述数字信号发通道10输出的数字信号，并对其进行音频信号处理后转化为差分模拟信号输出，所述音频功放4接收该差分模拟信号后对其进行功放处理，供耳机接收，以形成数字信号收通道30。
所述ARM处理器1控制所述第二音频编解码器3接收所述模拟信号发通道输出的差分模拟信号，并对其进行模数转化处理后转化为数字信号输出，并通过所述第一音频编解码器2将该数字信号进行音频信号处理后以差分模拟信号输出，所述音频功放4接收该差分模拟信号后对其进行功放处理，供耳机接收，以形成模拟信号收通道40。
也就是说，所述自听自环通话盒形成发通道和收通道通。
其中，发通道：过话筒(麦克风)送入的语音信号送入第一音频编解码器2，若后端需要数字信号则采用数字信号发通道10送出；若后端需要模拟信号，则将转换后的数字信号送入第二音频编解码器3的第二DAC模块31的端口，第二音频编解码器3的内部主要用于音量放大，放大后的信号以模拟信号发通道20送至后端。
收通道：若由整机送来的为数字信号，则采用数字信号收通道30送至音频功放4来接传至耳机。若由整机送来的为模拟信号，则采用模拟信号收通道40，经过第二音频编解码器3转换后的数字信号送入第一音频编解码器2的第一DAC模块27的端口，第一音频编解码器2将数字信号转换为模拟信号送入音频功放4，最后连通耳机输出语音。
其中第一音频编解码器2为发通道主要器件，信号在发通道做主要处理，以使发出去信号理想。第二音频编解码器3为收通道主要器件，收到的信号尽量不做处理，最多滤波和音量放大，以避免加入过多的其它干扰。
使用前需按照具体的使用条件在ARM处理器1中编写程序，通过ARM处理顺1加载入第一音频编解码器2和第二音频编解码器3中，同时也可选用计算机实时调整芯片内部设置以达到最好的发收效果。使用时只需将其输出的信号与后端连接即可，其内部自带供电。
通过实际测试，本发明的自听自环通话盒可编辑，当声音在噪声门限下时自动关断，自环后音质平滑圆润，噪声可有效抑制，播放音乐悦耳，播放连续话音无掉字，清晰可懂，测得的频响在80Hz—3.3KHz内在3dB范围。
本发明还提供一种自听自环通话盒的通话方法，提供本发明的上述自听自环通话盒，该方法包括如下步骤：
所述ARM处理器1将所述自听自环通话盒100采集的差分模拟信号根据需要控制，使该差分模拟信号经所述数字信号发通道10或所述模拟信号发通道20处理后发出。
所述ARM处理器2根据所述自听自环通话盒100输出的数字信号或差分模拟信号分别对应控制将该数字信号经所述数字信号收通道30接收或将该差分模拟信号经所述差分模拟信号收通道40接收。
相较于现有技术，本发明的自听自环通话盒及其通话方法中，通过ARM处理器、分别与所述ARM处理器连接的第一音频编解码器和第二音频编解码器以及音频功放形成数字信号发通道、模拟信号发通道、数字信号收通道以及模拟信号收通道，可以根据电台的需求切换模拟和数字模式输出；并且根据具体的通话质量可以通过ARM处理器进行程序编辑实现提高话音质量，而无需更改硬件。同时，所述自听自环通话盒可以进行自环，来检验自身的话音质量，从而有效的辨别出整机和自听自环通话盒的问题，可移植性强，功能多，易于实现。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种自听自环通话盒，其特征在于，包括ARM处理器、分别与所述ARM处理器连接的第一音频编解码器和第二音频编解码器，以及音频功放，所述ARM处理器用于对所述第一音频编解码器和所述第二音频编解码器上电时加载控制程序并使得二者时钟相同；
所述ARM处理器控制所述第一音频编解码器接收麦克风采集的差分模拟信号，并对其进行音频信号处理后转化为数字信号输出，以形成数字信号发通道；
所述ARM处理器控制所述第一音频编解码器接收麦克风采集的差分模拟信号，并对其进行音频信号处理后转化为数字信号输出，并通过所述第二音频编解码器将该数字信号进行数模转化后以差分模拟信号输出，以形成模拟信号发通道；
所述ARM处理器控制所述第一音频编解码器接收所述数字信号发通道输出的数字信号，并对其进行音频信号处理后转化为差分模拟信号输出，所述音频功放接收该差分模拟信号后对其进行功放处理，供耳机接收，以形成数字信号收通道；
所述ARM处理器控制所述第二音频编解码器接收所述模拟信号发通道输出的差分模拟信号，并对其进行模数转化处理后转化为数字信号输出，并通过所述第一音频编解码器将该数字信号进行音频信号处理后以差分模拟信号输出，所述音频功放接收该差分模拟信号后对其进行功放处理，供耳机接收，以形成模拟信号收通道。
2.根据权利要求1所述的自听自环通话盒，其特征在于，所述第一音频编解码器和所述第二音频编解码器分别连接于所述ARM处理器的两对I2C管脚，且两对所述I2C管脚独立运行。
3.根据权利要求1所述的自听自环通话盒，其特征在于，所述第一音频编解码器包括依次串联连接的第一音量控制模块、ALC控制模块、左右声道补偿模块、滤波模块、声音均衡器模块、降噪模块、第一ADC模块以及第一DAC模块；所述第一音频编解码器的工作时钟为12.288MHz，采样速率为48k。
4.根据权利要求1所述的自听自环通话盒，其特征在于，所述第二音频编解码器包括依次串联连接的第二ADC模块和第二音量控制模块；所述第二音频编解码器的工作时钟为12.288MHz，采样速率为48k及第二DAC模块。
5.根据权利要求1所述的自听自环通话盒，其特征在于，所述音频功放设有16/32欧姆的民用耳机插孔。
6.一种自听自环通话盒的通话方法，其特征在于，提供如权利要求1-5任意一项所述的自听自环通话盒，该方法包括如下步骤：
所述ARM处理器将所述自听自环通话盒采集的差分模拟信号根据需要控制其经所述数字信号发通道或所述模拟信号发通道处理后发出；
所述ARM处理器根据所述自听自环通话盒输出的数字信号或差分模拟信号分别对应控制将该数字信号经所述数字信号收通道接收或将该差分模拟信号经所述差分模拟信号收通道接收。
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