CN206461606U - 一种数字对讲芯片及数字对讲设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种集成对讲芯片及数字对讲设备，其包括数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口；射频移动无线电接收机发射机单元用于采用低压宽频压控技术处理数据。本实用新型提供的单个芯片就可以实现零中频数字通信功能，使用该芯片的设备就可以采用很小的电路，解决了现有DMR对讲机的接收机电路复杂导致的不利于设备小型化的问题。

Description

一种数字对讲芯片及数字对讲设备
技术领域
本实用新型涉及数字对讲领域，尤其涉及一种数字对讲芯片及数字对讲设备。
背景技术
欧洲电信标准化协会为了满足欧洲各国的中低端专业及商业用户对移动通信的需要,于2005年4月推出了DMR数字移动无线电系统标准ETSI TS 102 361，DMR采用4FSK调制，信道间隔12.5kHz，传输速率9.6kbps，多址方式为双时隙TDMA，语音编码速率3.6kbps.，DMR数字移动无线电系统适用于公用事业、学校、医院、酒店、牧业等行业。现有DMR对讲机的接收机通常采用传统的超外差式二次变频方案(电路中包含了体积庞大的晶体滤波器和陶瓷滤波器)电路复杂成本高，不利于设备小型化。
实用新型内容
本实用新型提供了一种数字对讲芯片及数字对讲设备，以解决现有DMR对讲机的接收机电路复杂导致的不利于设备小型化的问题。
本实用新型提供了一种具备零中频数字通信功能的集成对讲芯片，包括：数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口；射频移动无线电接收机发射机单元用于采用低压宽频压控技术处理数据，音频输出功率放大器单元用于输出音频信号；麦克风放大电路单元用于接收音频信号；通信数据接口基于总线控制规则，收发至少一种类型的数字信号，并传输至微处理器单元；微处理器单元用于控制集成对讲芯片内各器件的工作；电源管理单元用于将外界电压转换为其他芯片内部构件需要的电压；数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口通过系统级芯片工艺技术集成在一片芯片上。
进一步的，微处理器单元为32位精简指令微控制单元。
进一步的，数字信号处理单元为16位流水线型数字信号处理单元。
进一步的，话音信号编解码单元为16位话音信号编解码单元。
进一步的，存储器单元包括PSRAM存储器单元及FLASH存储器单元中的至少一个。
进一步的，通信数据接口包括CAM接口、LCD接口、KPD接口、I2C接口、SPI接口、UART接口、USB2.0接口、LED驱动接口、PWM接口、SD/MMC接口、GPIO接口、I2S接口中的至少一种。
进一步的，集成对讲芯片还包括FM调频广播接收机单元，FM调频广播接收机单元用于接收FM调频广播信号；FM调频广播接收机单元通过系统级芯片工艺技术集成在集成对讲芯片内。
进一步的，集成对讲芯片还包括蓝牙无线电接收发射机单元，蓝牙无线电接收发射机单元用于收发蓝牙信号；蓝牙无线电接收发射机单元通过系统级芯片工艺技术集成在集成对讲芯片内。
进一步的，电源管理单元用于将3.2V-4.2V的外界电压转换为数字信号处理单元及存储器单元需要的1.4V电压，以及话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元及射频移动无线电接收机发射机单元需要的2.4V电压。
对应的，本实用新型提供了一种数字对讲设备，使用上述的集成对讲芯片，实现零中频数字通信功能。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供了一种新的集成对讲芯片及数字对讲设备，其包括数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口；射频移动无线电接收机发射机单元用于采用低压宽频压控技术处理数据，音频输出功率放大器单元用于输出音频信号；麦克风放大电路单元用于接收音频信号；通信数据接口基于总线控制规则，收发至少一种类型的数字信号，并传输至微处理器单元；微处理器单元用于控制集成对讲芯片内各器件的工作；电源管理单元用于将外界电压转换为其他芯片内部构件需要的电压；数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口通过系统级芯片工艺技术集成在一片芯片上；这样单个芯片就可以实现零中频数字通信功能，基于此，使用该芯片的设备就可以采用很小的电路，解决了现有DMR对讲机的接收机电路复杂导致的不利于设备小型化的问题。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例提供的集成对讲芯片的一种结构示意图；
图2为本实用新型第一实施例提供的集成对讲芯片的另一种结构示意图；
图3为本实用新型第二实施例提供的集成对讲芯片的结构示意图；
图4为本实用新型第二实施例涉及的现有数字对讲机的电路连接图。
具体实施方式
现通过具体实施方式结合附图的方式对本实用新型做输出进一步的诠释说明。
第一实施例：
图1为本实用新型第一实施例提供的数字对讲芯片的结构示意图，由图1可知，在本实施例中，本实用新型提供的数字对讲芯片包括：数字信号处理单元11、话音信号编解码单元12、音频输出功率放大器单元13、麦克风放大电路单元14、微处理器单元15、电源管理单元16、存储器单元17、射频移动无线电接收机发射机单元18、以及图1未示出的通信数据接口；射频移动无线电接收机发射机单元18用于采用低压宽频压控技术处理数据，音频输出功率放大器单元13用于输出音频信号；麦克风放大电路单元14用于接收音频信号；通信数据接口基于总线控制规则，收发至少一种类型的数字信号，并传输至微处理器单元15；微处理器单元15用于控制集成对讲芯片内各器件的工作；电源管理单元16用于将外界电压转换为其他芯片内部构件需要的电压；数字信号处理单元11、话音信号编解码单元12、音频输出功率放大器单元13、麦克风放大电路单元14、微处理器单元15、电源管理单元16、存储器单元17、射频移动无线电接收机发射机单元18、以及通信数据接口通过系统级芯片工艺技术集成在一片芯片上。
如图3所示，在一些实施例中，上述实施例中的微处理器单元为32位精简指令微控制单元。
如图3所示，在一些实施例中，上述实施例中的数字信号处理单元为16位流水线型数字信号处理单元。
如图3所示，在一些实施例中，上述实施例中的话音信号编解码单元为16位话音信号编解码单元。
如图2或3所示，在一些实施例中，上述实施例中的存储器单元17包括PSRAM存储器单元171及FLASH存储器单元172中的至少一个。
如图3所示，在一些实施例中，上述实施例中的通信数据接口包括CAM接口、LCD接口、KPD接口、I2C接口、SPI接口、UART接口、USB2.0接口、LED驱动接口、PWM接口、SD/MMC接口、GPIO接口、I2S接口中的至少一种。
如图3所示，在一些实施例中，上述实施例中的集成对讲芯片还包括FM调频广播接收机单元，FM调频广播接收机单元用于接收FM调频广播信号；FM调频广播接收机单元通过系统级芯片工艺技术集成在集成对讲芯片内。
如图3所示，在一些实施例中，上述实施例中的集成对讲芯片还包括蓝牙无线电接收发射机单元，蓝牙无线电接收发射机单元用于收发蓝牙信号；蓝牙无线电接收发射机单元通过系统级芯片工艺技术集成在集成对讲芯片内。
在一些实施例中，上述实施例中的电源管理单元用于将3.2V-4.2V的外界电压转换为数字信号处理单元及存储器单元需要的1.4V电压，以及话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元及射频移动无线电接收机发射机单元需要的2.4V电压。
对应的，本实用新型提供了一种数字对讲设备，使用上述的集成对讲芯片，实现零中频数字通信功能。
本实用新型提供了一种新的集成对讲芯片及数字对讲设备，其包括数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口；射频移动无线电接收机发射机单元用于采用低压宽频压控技术处理数据，音频输出功率放大器单元用于输出音频信号；麦克风放大电路单元用于接收音频信号；通信数据接口基于总线控制规则，收发至少一种类型的数字信号，并传输至微处理器单元；微处理器单元用于控制集成对讲芯片内各器件的工作；电源管理单元用于将外界电压转换为其他芯片内部构件需要的电压；数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口通过系统级芯片工艺技术集成在一片芯片上；这样单个芯片就可以实现零中频数字通信功能，基于此，使用该芯片的设备就可以采用很小的电路，解决了现有DMR对讲机的接收机电路复杂导致的不利于设备小型化的问题。
现结合具体应用场景对本实用新型做进一步的诠释说明。
第二实施例：
本实施例涉及的数字对讲机的电路如图4所示，其包括：LNA低噪声放大器41、混频器42、可调IQ信号放大器43、ADC模拟数字信号转换器44、DSP数字信号处理器45及DAC数字模拟信号转换器46。
在工作时，天线接收到的射频频率调制信号十分微弱，通过低噪声放大器41将输入信号放大到合适的幅度去混频器42与芯片内的本地振荡器进行混频，滤除一些不需要的杂波信号产生基带IQ信号，本地振荡器的工作频率与设定频道的工作频率相关，可以在100MHz至1000MHz之间设定。信号经可调增益放大器43放大到合适的幅度再通过AD转换器44变成数字信号，其中也包含信号同步，12.5KHz低通滤波等的处理。数据送到DSP处理器45中进行各种数据处理，如：接收数码信号的检错纠错，话音信号的压缩和解压，DMR对讲机空中接口协议等，符合欧洲DMR数字移动无线电系统标准ETSI TS 102 361标准的要求，能兼容所有其他DMR对讲机，基站和中转台等通讯设备，经DSP处理后的数据到达DAC数字模拟信号转换器46转换成模拟信号输出至喇叭；同理，话音的麦克风信号进入ADC模拟数字信号转换器，转换成数字信号，经DSP数字信号处理器和与本地振荡器VCO调制合成已调制的DMR发射机信号。
由图4可知，现有的数字对讲机内的电路复杂，需要设置独立的微处理器单元MCU、DSP等，电路实现复杂，设备成本高。
针对这个问题，本实施例提供了一种单片SOC芯片DMR数字移动无线电系统，其结构图如图3所示，集成了射频接收机发射机，MCU，DSP等器件，其具体包括：数字信号处理(DSP)单元301、16位话音信号编解码单元302、FM调频广播接收机单元303、蓝牙(Bluetooth)无线电接收发射机单元304、音频输出功率放大器单元305、麦克风放大电路单元306、32位精简指令微处理器单元307、电源管理(PMU)单元308、16MB PSRAM存储器单元309、16MB FLASH存储器单元310、及射频移动无线电接收机发射机单元311；在实际应用中，射频移动无线电接收机发射机单元311实现图4中虚线框内电路的电路功能。
综上可知，通过本实用新型的实施，至少存在以下有益效果：
本实用新型提供了一种新的集成对讲芯片及数字对讲设备，其包括数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口；射频移动无线电接收机发射机单元用于采用低压宽频压控技术处理数据，音频输出功率放大器单元用于输出音频信号；麦克风放大电路单元用于接收音频信号；通信数据接口基于总线控制规则，收发至少一种类型的数字信号，并传输至微处理器单元；微处理器单元用于控制集成对讲芯片内各器件的工作；电源管理单元用于将外界电压转换为其他芯片内部构件需要的电压；数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口通过系统级芯片工艺技术集成在一片芯片上；这样单个芯片就可以实现零中频数字通信功能，基于此，使用该芯片的设备就可以采用很小的电路，解决了现有DMR对讲机的接收机电路复杂导致的不利于设备小型化的问题。
以上仅是本实用新型的具体实施方式而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所做的任意简单修改、等同变化、结合或修饰，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种具备零中频数字通信功能的集成对讲芯片，其特征在于，包括：数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口；所述射频移动无线电接收机发射机单元用于采用低压宽频压控技术处理数据，所述音频输出功率放大器单元用于输出音频信号；所述麦克风放大电路单元用于接收音频信号；所述通信数据接口基于总线控制规则，收发至少一种类型的数字信号，并传输至所述微处理器单元；所述微处理器单元用于控制所述集成对讲芯片内各器件的工作；所述电源管理单元用于将外界电压转换为其他芯片内部构件需要的电压；所述数字信号处理单元、话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元、电源管理单元、存储器单元、射频移动无线电接收机发射机单元、以及通信数据接口通过系统级芯片工艺技术集成在一片芯片上。
2.如权利要求1所述的集成对讲芯片，其特征在于，所述微处理器单元为32位精简指令微控制单元。
3.如权利要求1所述的集成对讲芯片，其特征在于，所述数字信号处理单元为16位流水线型数字信号处理单元。
4.如权利要求1所述的集成对讲芯片，其特征在于，所述话音信号编解码单元为16位话音信号编解码单元。
5.如权利要求1所述的集成对讲芯片，其特征在于，所述存储器单元包括PSRAM存储器单元及FLASH存储器单元中的至少一个。
6.如权利要求1所述的集成对讲芯片，其特征在于，所述通信数据接口包括CAM接口、LCD接口、KPD接口、I2C接口、SPI接口、UART接口、USB2.0接口、LED驱动接口、PWM接口、SD/MMC接口、GPIO接口、I2S接口中的至少一种。
7.如权利要求1所述的集成对讲芯片，其特征在于，所述集成对讲芯片还包括FM调频广播接收机单元，所述FM调频广播接收机单元用于接收FM调频广播信号；所述FM调频广播接收机单元通过系统级芯片工艺技术集成在所述集成对讲芯片内。
8.如权利要求1所述的集成对讲芯片，其特征在于，所述集成对讲芯片还包括蓝牙无线电接收发射机单元，所述蓝牙无线电接收发射机单元用于收发蓝牙信号；所述蓝牙无线电接收发射机单元通过系统级芯片工艺技术集成在所述集成对讲芯片内。
9.如权利要求1至8任一项所述的集成对讲芯片，其特征在于，所述电源管理单元用于将3.2V-4.2V的外界电压转换为所述数字信号处理单元及所述存储器单元需要的1.4V电压，以及所述话音信号编解码单元、音频输出功率放大器单元、麦克风放大电路单元、微处理器单元及射频移动无线电接收机发射机单元需要的2.4V电压。
10.一种数字对讲设备，其特征在于，使用如权利要求1至9任一项所述的集成对讲芯片，实现零中频数字通信功能。
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