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摘要：AMBE-1000是一款高性能多速率语音编解码芯片，在低速率下仍能保持自然的语音质量和语音可懂度。介绍一种基于AMBE-1000在语音处理中的应用，阐述它的特点功能及其硬件设计与工作过程，适用于移动通信、卫星通信、保密通信等多个领域的应用。
关键词：AMBE-1000；语音编解码；D／A-A／D转换
中图分类号：TN91
文献标识码：A
文章编号：1671－7597(2010)0720160－01
0 引言
在数字语音通信和保密通信中，由于信道带宽的限制，往往需要对语音信号进行编码压缩才能进行有效可靠的传输。因此必须在通信的发端对语音进行压缩编码，从而有效的实现话路通信。而AMBE-1000正是这种在低速率下能实现高质量通话的语音编解码芯片。
1 AMBE-1000简介
AMBE－1000是DigitalVoiceSystems公司一款高性能多速率语音编解码芯片，用来实现双工的语音压缩／解压缩功能，能实现低速率下高质量的通话。它采用先进的MBE技术的语音压缩算法，语音编解码速率可以在2.4Kbps～9.6Kbps之间以50bps的间隔变化，即使在2.4Kbps的时候，仍能保持自然的语音质量和语音可懂度。并且所有的编码和解码操作都能在芯片内部完成，不需要额外的存储器。这些特性使它非常适合于数字语音通信、语音存储以及其它需要对语音进行数字处理的场合，在世界范围得到了广泛的应用。
AMBE-1000最基本的组成部分就是一个编码器和一个解码器，两者相互独立。编码器接收8KHz采样的语音数据流(16hit线性，8bitA律，8bitu律)并以一定的速率输出信道数据。相反，解码器接收信道数据并合成语音数据流。编码器和解码器接口的时序是完全独立的。
AMBE-1000的数据在有帧格式下，每帧由17个字组成。编码器每20ms输出17个字，而解码器则要接收17个字。每帧的前5个字由帧标志(Header)、识别标识(ID)、状态(输出)或控制(输入)信息组成，其余的12个字构成编码／解码数据。这12个字共192位是AMBE-1000以9.6Kbps方式工作的最大数据率(192bits／帧×50帧／s=9.6Kbps)。当编码／解码的数据率低于9.6Kbps时，不足的位补0。若数据率为2.dKbps，则12个字的数据格式中只有3个字是数据，其余被O填充。
在多数语音传输系统中，实际编码比特流以一定格式从信道中摘录出来，并和系统信息合在一块构成系统传送数据流，通过传输信道发送，在接收端又被摘录出来，并通过解码器构成AMBE-1000所需格式的数据流。
2 AMBE-1000工作流程
编码：语音输入麦克风得到，模拟信号，经过语音部分进行放大。然后送到模数转换器进行A／D转换，输出PCM语音信号。再将此信号送给本模块的核心器件AMBE-1000，进行语音编码，输出的语音编码信号是具有一定帧格式的一帧一帧的数字信号，接下来控制单元对语音编码信号进行控制处理，即控制修改数据帧头信息，最后将处理后的语音编码信号送到信道传输。
解码；控制单元接收信道传来的编码信号，进行检查核对数据帧头信息，并转化为AMBE-1000可以识别的格式，再由AMBE-1000进行解码，恢复成PCM语音信号，送到数模转换模块进行D／A转换，输出模拟信号再经过语音模块进行功率放大送到扬声器。
3 硬件组成
该语音模块由控制单元、语音编解码单元、输入时钟、D／A-A／D转换单元、语音部分等组成。
3.1语音部分。本模块部分是将麦克风语音信号放大给A／D，以及将从D／A中出来的语音信号播放出来。包括了从麦克风输入语音，以及语音从扬声器输出两部分。在本模块采用高性能低噪声的TL082放大器，通过电位器或适当比例电阻来调整输入输出的语音信号的增益。
3.2 A／D-D／A单元。A／D-D／A单元采用美国TI公司生产一种14位动态可调的高精度可编程的带有A／D、D／A功能的TLC32044芯片。在语音输入部分，通过TLC32044将输入的模拟话音进行放大、滤波、采样量化，以8KHZ的语音数据信号输入到语音编解码单元中。
在语音输出部分，经过语音编解码单元解压缩后的8KHZ语音取样数据，由TLC32044进行D／A变化，滤波及放大。
3.3语音编解码单元。码声解码单元由AMBE1000组成，对语音数据进行压缩和解压缩。
发送语音数据时，TLC32044输出的8KHZ语音数据进入AMBE-1000芯片，在AMBE-1000中以20ms为一帧对输入的数字音频进行压缩编码，输出的压缩语音信号，送给控制单元。
接收音频数据时，经控制单元解包后的音频数据由AMBE-1000进行解压缩，变为8KHZ的音频数据，送入TLC32044MJB进行D／A变换还原为语音音频信号。
3.4输入时钟。AMBE-1000的输入时钟频率范围为2630MHZ。3种输入方式：1)TTL时钟源直接输入。2)CMOS时钟源或振荡器直接输入。3)采用晶体振荡电路输入。该模块采用第3种方式，晶振频率为28M，
3.5控制单元。控制单元采用AT89C52，是美国ATMEL分公司生产的低电压，高性能COMS8位单片机。片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和256bytes的随机存取数据存储器(RAM)。控制单元的功能是对传来的编码数据进行并行接收，并且对传来的编码数据帧头信息位进行修改，进而通过串口将带有修改过的帧头信息的语音数据，传输出去。
在语音输出端，输出的语音编码数据给AT89C52的串口，并通知控制单元有解码器需要解码数据输入，同时，控制单元还可以对帧头进行核对和提取信息位，如果对方用户身份核对正确，就由控制器的并口向语音编解码单元输入解码数据。
4 结束语
语音通信在数字通信中占有十分重要的地位。本文介绍的语音模块具有设计简便、硬件运行可靠、音质优、性价比高、功耗小等诸多优点，已运用于智能通信终端的前端。但在设计时须注意模拟地和数字地的区分，避免背景噪声的引入。
关键词：AMBE-1000；语音编解码；D／A-A／D转换
中图分类号：TN91
文献标识码：A
文章编号：1671－7597(2010)0720160－01
0 引言
在数字语音通信和保密通信中，由于信道带宽的限制，往往需要对语音信号进行编码压缩才能进行有效可靠的传输。因此必须在通信的发端对语音进行压缩编码，从而有效的实现话路通信。而AMBE-1000正是这种在低速率下能实现高质量通话的语音编解码芯片。
1 AMBE-1000简介
AMBE－1000是DigitalVoiceSystems公司一款高性能多速率语音编解码芯片，用来实现双工的语音压缩／解压缩功能，能实现低速率下高质量的通话。它采用先进的MBE技术的语音压缩算法，语音编解码速率可以在2.4Kbps～9.6Kbps之间以50bps的间隔变化，即使在2.4Kbps的时候，仍能保持自然的语音质量和语音可懂度。并且所有的编码和解码操作都能在芯片内部完成，不需要额外的存储器。这些特性使它非常适合于数字语音通信、语音存储以及其它需要对语音进行数字处理的场合，在世界范围得到了广泛的应用。
AMBE-1000最基本的组成部分就是一个编码器和一个解码器，两者相互独立。编码器接收8KHz采样的语音数据流(16hit线性，8bitA律，8bitu律)并以一定的速率输出信道数据。相反，解码器接收信道数据并合成语音数据流。编码器和解码器接口的时序是完全独立的。
AMBE-1000的数据在有帧格式下，每帧由17个字组成。编码器每20ms输出17个字，而解码器则要接收17个字。每帧的前5个字由帧标志(Header)、识别标识(ID)、状态(输出)或控制(输入)信息组成，其余的12个字构成编码／解码数据。这12个字共192位是AMBE-1000以9.6Kbps方式工作的最大数据率(192bits／帧×50帧／s=9.6Kbps)。当编码／解码的数据率低于9.6Kbps时，不足的位补0。若数据率为2.dKbps，则12个字的数据格式中只有3个字是数据，其余被O填充。
在多数语音传输系统中，实际编码比特流以一定格式从信道中摘录出来，并和系统信息合在一块构成系统传送数据流，通过传输信道发送，在接收端又被摘录出来，并通过解码器构成AMBE-1000所需格式的数据流。
2 AMBE-1000工作流程
编码：语音输入麦克风得到，模拟信号，经过语音部分进行放大。然后送到模数转换器进行A／D转换，输出PCM语音信号。再将此信号送给本模块的核心器件AMBE-1000，进行语音编码，输出的语音编码信号是具有一定帧格式的一帧一帧的数字信号，接下来控制单元对语音编码信号进行控制处理，即控制修改数据帧头信息，最后将处理后的语音编码信号送到信道传输。
解码；控制单元接收信道传来的编码信号，进行检查核对数据帧头信息，并转化为AMBE-1000可以识别的格式，再由AMBE-1000进行解码，恢复成PCM语音信号，送到数模转换模块进行D／A转换，输出模拟信号再经过语音模块进行功率放大送到扬声器。
3 硬件组成
该语音模块由控制单元、语音编解码单元、输入时钟、D／A-A／D转换单元、语音部分等组成。
3.1语音部分。本模块部分是将麦克风语音信号放大给A／D，以及将从D／A中出来的语音信号播放出来。包括了从麦克风输入语音，以及语音从扬声器输出两部分。在本模块采用高性能低噪声的TL082放大器，通过电位器或适当比例电阻来调整输入输出的语音信号的增益。
3.2 A／D-D／A单元。A／D-D／A单元采用美国TI公司生产一种14位动态可调的高精度可编程的带有A／D、D／A功能的TLC32044芯片。在语音输入部分，通过TLC32044将输入的模拟话音进行放大、滤波、采样量化，以8KHZ的语音数据信号输入到语音编解码单元中。
在语音输出部分，经过语音编解码单元解压缩后的8KHZ语音取样数据，由TLC32044进行D／A变化，滤波及放大。
3.3语音编解码单元。码声解码单元由AMBE1000组成，对语音数据进行压缩和解压缩。
发送语音数据时，TLC32044输出的8KHZ语音数据进入AMBE-1000芯片，在AMBE-1000中以20ms为一帧对输入的数字音频进行压缩编码，输出的压缩语音信号，送给控制单元。
接收音频数据时，经控制单元解包后的音频数据由AMBE-1000进行解压缩，变为8KHZ的音频数据，送入TLC32044MJB进行D／A变换还原为语音音频信号。
3.4输入时钟。AMBE-1000的输入时钟频率范围为2630MHZ。3种输入方式：1)TTL时钟源直接输入。2)CMOS时钟源或振荡器直接输入。3)采用晶体振荡电路输入。该模块采用第3种方式，晶振频率为28M，
3.5控制单元。控制单元采用AT89C52，是美国ATMEL分公司生产的低电压，高性能COMS8位单片机。片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和256bytes的随机存取数据存储器(RAM)。控制单元的功能是对传来的编码数据进行并行接收，并且对传来的编码数据帧头信息位进行修改，进而通过串口将带有修改过的帧头信息的语音数据，传输出去。
在语音输出端，输出的语音编码数据给AT89C52的串口，并通知控制单元有解码器需要解码数据输入，同时，控制单元还可以对帧头进行核对和提取信息位，如果对方用户身份核对正确，就由控制器的并口向语音编解码单元输入解码数据。
4 结束语
语音通信在数字通信中占有十分重要的地位。本文介绍的语音模块具有设计简便、硬件运行可靠、音质优、性价比高、功耗小等诸多优点，已运用于智能通信终端的前端。但在设计时须注意模拟地和数字地的区分，避免背景噪声的引入。