CN209949216U - 一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电话通信技术领域，目的是提供一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，包括SPI接口单元、PCM接口单元、供电单元、升压单元及数模转换芯片，SPI接口单元、PCM接口单元及供电单元均与数模转换芯片电性连接，升压单元的输入端与供电单元电性连接，升压单元的输出端与数模转换芯片电性连接。本实用新型具有优化模拟语音信号与数字语音数据流转化电路，减少模拟语音信号与数字语音数据流转化电路中的发热量的效果。

Description

一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置

一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置。

技术领域

本实用新型涉及电话通信的技术领域，具体涉及一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置。

背景技术

FXS（Foreign Exchange Station）外部交换站，简单理解，FXS 是 PBX 上用来连接电话机用的接口。该接口提供连接电话机的插口、驱动的电源、和传送拨号音。也就是数字电话交换系统和POTS电话之间的一个线路端连接。它模拟 PABX 的分机接口（或中心局的用户接口），可实现一部普通电话机与一部多路复用器的连接。

申请号为CN201510915010.2的中国专利公开了一种VoIP语音网关电路，语音网关电路由主控制电路、语音处理电路、控制及数据转换电路、存储连接电路、网络接口电路组成。其中，RJ45-A接口实现语音网关与以太网的连接，RJ45-B接口实现语音网关的级连。RJ11-A、RJ11-B接口实现语音网关与FXS设备(即电话机)连接。RS232接口实现与PC机的串口连接和调试。语音处理电路包括SLIC电路和CODEC编解码电路，SLIC为用户线接口电路，用于完成用户状态检测，语音信号输入输出。SLC必须检测电话挂机还是摘机，并生成高振铃电压，CODEC编解码电路实现语音的PCM编码。其中，CODEC电路采用Infineon公司的PEB3265，由ADC与DAC电路构成。ADC将模拟电话中的模拟信号转换为可通过VoIP网络传输的数字信号，DAC将数字信号转换为模拟电平。

上述现有技术中存在一下缺陷：上述语音处理电路较为复杂，使用较多的电子元器件，在工作时芯片发热量高。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，具有优化模拟语音信号与数字语音数据流转化电路，减少模拟语音信号与数字语音数据流转化电路中的发热量的优点。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，包括SPI接口单元、PCM接口单元、供电单元、升压单元及数模转换芯片，所述SPI接口单元、PCM接口单元及供电单元均与所述数模转换芯片电性连接，所述升压单元的输入端与所述供电单元电性连接，所述升压单元的输出端与所述数模转换芯片电性连接。

通过采用上述技术方案，处理器通过SPI接口单元与数模转换芯片电性连接，模拟电话机通过电话线与数模转换芯片实现数据传输。操作人员通过处理器来配置数模转换芯片的寄存器参数，实现对数模转换芯片的控制。数模转换芯片根据处理器设定的配置信息通过升压单元对供电单元输出的电压进行升压处理，并将升压后的输出电压输出至数模转换芯片的功能引脚。数模转换芯片通过PCM接口单元接收语音数字信号，并将语音数字信号转化为语音模拟信号，再将语音模拟信号通过电话线传输给模拟电话，通过模拟电话的听筒实现声音的播放。模拟电话的拾音器拾取到声音后，经电话线传输至数模转换芯片，数模转换芯片将语音模拟信号转化为PCM数字信号流，并通过PCM接口传输至处理器。本实用新型采用一块数模转换芯片集成语音数字信号与语音模拟信号的转化及信号传输工作，电路简单，达到减少模拟语音信号与数字语音数据流转化电路中的发热量的效果。

优选的，所述数模转换芯片为SI32176芯片，所述供电单元与所述SI32176芯片的VDDD引脚、VDDA引脚及VDDHV引脚电性连接，所述SI32176芯片的SVDC引脚、SDCH引脚、SDCL引脚及DCDRV引脚均与所述升压单元的输入端电性连接，所述SI32176芯片的SVBAT引脚和VBAT引脚与所述升压单元的输出端电性连接。

优选的，所述供电单元与所述SI32176芯片的VDDD引脚和VDDA引脚之间电性连接有第一滤波电路。

通过采用上述技术方案，达到减小供电单元中脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑的效果。

优选的，所述升压单元包括N沟道MOS管、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3及第四电容C4，所述SI32176芯片的SDCH引脚与所述第一电阻R1的一端电性连接，所述SI32176芯片的SDCL引脚与所述第二电阻R2的一端电性连接，所述第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7的一端均与所述第一电阻R1的另一端连接，所述第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7的另一端均与所述第二电阻R2的另一端连接，所述第七电阻R7与第二电阻R2的连接节点接地，所述第七电阻R7与第一电阻R1的连接节点与所述N沟道MOS管的源极s电性连接，所述SI32176芯片的DCDRV引脚与所述N沟道MOS管的栅极g电性连接，所述SI32176芯片的SVDC引脚与所述N沟道MOS管的漏极d电性连接，所述第一电容C1的一端与所述N沟道MOS管的漏极d电性连接，所述第一电容C1的另一端与所述SI32176芯片的SVBAT引脚和VBAT引脚电性连接，所述第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的一端均与所述第一电容C1的另一端电性连接，所述第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的另一端均接地。

通过采用上述技术方案，SI32176芯片不断输出MOS管开关控制信号，对SI32176芯片的SVDC引脚输出的电压进行蓄能升压的工作。

优选的，所述SI32176芯片的SVDC引脚与所述N沟道MOS管的漏极d之间还设置有第二滤波电路，所述第二滤波电路包括第五电容C5、第六电容C6及电感线圈L，所述第五电容C5和第六电容C6的一端均与所述SI32176芯片的SVDC引脚电性连接，所述第五电容C5和第六电容C6的另一端均接地，所述电感线圈L的一端电性连接在所述第五电容C5与SI32176芯片的SVDC引脚的连接节点上，所述电感线圈L的另一端与所述N沟道MOS管的漏极d电性连接。

通过采用上述技术方案，电感线圈L和并联的第五电容C5、第六电容C6串联，串联谐振达到滤波效果。

优选的，所述N沟道MOS管的漏极d和源极s上并联有二极管D1，所述二极管D1的负极与所述N沟道MOS管的漏极d电性连接，所述二极管D1的正极与所述N沟道MOS管的源极s电性连接。

通过采用上述技术方案，N沟道MOS管的漏极d与电感线圈L连接，N沟道MOS管的漏极d和源极s上反向并联一个二极管D1，达到防止高压击穿N沟道MOS管的效果。

优选的，还包括抗涌浪保护单元，所述SI32176芯片的STIPAC引脚和STIPDC引脚均与SI32176芯片的TIP引脚电性连接，所述SI32176芯片的SRINGAC引脚和SRINGDC引脚均与SI32176芯片的RING引脚电性连接，所述SI32176芯片的TIP引脚和RING引脚与所述抗涌浪保护单元的输入端电性连接，所述抗涌浪保护单元的输出端与所述SI32176芯片的STIPC引脚和STINGC引脚电性连接。

通过采用上述技术方案，达到在一定程度上阻止因模拟电话的异常高压信号导致SI32176芯片损坏的效果。

优选的，其特征在于：所述抗涌浪保护单元包括TISP61089BDR芯片，所述SI32176芯片的TIP引脚与所述TISP61089BDR芯片的两个K1引脚电性连接，所述SI32176芯片的RING引脚与所述TISP61089BDR芯片的两个K2引脚电性连接，所述升压单元的输出端与所述TISP61089BDR芯片的G引脚电性连接。

综上所述，本发明的有益效果为：

1、本实用新型采用一块数模转换芯片集成语音数字信号与语音模拟信号的转化及信号传输工作，电路简单，达到减少模拟语音信号与数字语音数据流转化电路中的发热量的优点；

2、本实用新型设置有抗涌浪保护单元，具有一定程度上阻止因模拟电话的异常高压信号导致SI32176芯片损坏的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型用于展示第一滤波单元的电路示意图；

图3本实用新型用于展示数模转换芯片的电路示意图；

图4为本实用新型用于展示升压单元的电路示意图；

图5为本实用新型用于展示抗涌浪保护单元的电路示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型的附图1～5，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，包括SPI接口单元、PCM接口单元、供电单元、升压单元及数模转换芯片，SPI接口单元、PCM接口单元及供电单元均与数模转换芯片电性连接，升压单元的输入端与供电单元电性连接，升压单元的输出端与数模转换芯片电性连接。

参照图2，数模转换芯片为SI32176芯片，供电单元与SI32176芯片的VDDD引脚、VDDA引脚及VDDHV引脚电性连接，SI32176芯片的SVDC引脚、SDCH引脚、SDCL引脚及DCDRV引脚均与升压单元的输入端电性连接，SI32176芯片的SVBAT引脚和VBAT引脚与所述升压单元的输出端电性连接。本实施例中，供电单元向SI32176芯片提供3.3V的直流电源。

参照图2，处理器通过SPI接口单元与SI32176芯片电性连接，模拟电话机通过电话线与SI32176芯片实现数据传输。操作人员通过处理器来配置SI32176芯片的寄存器参数，实现对SI32176芯片的控制。SI32176芯片根据处理器设定的配置信息通过升压单元对SI32176芯片输出的12V电压进行升压处理，并输出60V的升压后的输出电压，并将升压后的输出电压输出至SI32176芯片的SVBAT引脚和VBAT引脚。本实施例中，SI32176芯片通过PCM接口单元接收语音数字信号，并将语音数字信号转化为语音模拟信号，再将语音模拟信号通过电话线传输给模拟电话，通过模拟电话的听筒实现声音的播放。模拟电话的拾音器拾取到声音后，经电话线传输至SI32176芯片，SI32176芯片将语音模拟信号转化为PCM数字信号流，并通过PCM接口传输至处理器。

参照图2，供电单元与SI32176芯片的VDDD引脚和VDDA引脚之间电性连接有第一滤波电路。本实施例中，第一滤波电路包括第八电阻R8、第九电阻R9、第七电容C7、第八电容C8及第九电容C9，第八电阻R8和第九电阻R9的一端均与供电单元提供的3.3V的直流电源的正极电性连接，第七电容C7和第八电容C8的一端均与第八电阻R8的另一端电性连接，第七电容C7和第八电容C8的另一端接地，SI32176芯片的VDDA引脚电性连接在第八电阻R8和第八电容C8的连接节点上。第九电容C9的一端与第九电阻R9的另一端电性连接，第九电容C9的另一端接地，SI32176芯片的VDDD引脚电性连接在第九电容C9与第九电阻R9的连接节点上，减小供电单元中脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。

参照图2、3，升压单元包括N沟道MOS管、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3及第四电容C4。SI32176芯片的SDCH引脚与第一电阻R1的一端电性连接，SI32176芯片的SDCL引脚与第二电阻R2的一端电性连接，第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7的一端均与第一电阻R1的另一端连接。第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7的另一端均与第二电阻R2的另一端连接，第七电阻R7与第二电阻R2的连接节点接地，第七电阻R7与第一电阻R1的连接节点与N沟道MOS管的源极s电性连接。SI32176芯片的DCDRV引脚与N沟道MOS管的栅极g电性连接， SI32176芯片的SVDC引脚与N沟道MOS管的漏极d电性连接，第一电容C1的一端与N沟道MOS管的漏极d电性连接，第一电容C1的另一端与SI32176芯片的SVBAT引脚和VBAT引脚电性连接。第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的一端均与所述第一电容C1的另一端电性连接，第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的另一端均接地。SI32176芯片不断输出MOS管开关控制信号，对SI32176芯片的SVDC引脚输出的电压进行蓄能升压的工作。

参照图4，SI32176芯片的SVDC引脚与N沟道MOS管的漏极d之间还设置有第二滤波电路，第二滤波电路包括第五电容C5、第六电容C6及电感线圈L。第五电容C5和第六电容C6的一端均与SI32176芯片的SVDC引脚电性连接，第五电容C5和第六电容C6的另一端均接地，电感线圈L的一端电性连接在第五电容C5与SI32176芯片的SVDC引脚的连接节点上，电感线圈L的另一端与N沟道MOS管的漏极d电性连接。N沟道MOS管的漏极d和源极s上并联有二极管D1，二极管D1的负极与N沟道MOS管的漏极d电性连接，二极管D1的正极与N沟道MOS管的源极s电性连接。

第二滤波电路中的电感线圈L和并联的第五电容C5、第六电容C6串联，串联谐振达到滤波的效果，N沟道MOS管的漏极d和源极s上反向并联一个二极管D1，达到防止高压击穿N沟道MOS管。

参照图5，本装置还包括抗涌浪保护单元，抗涌浪保护单元包括TISP61089BDR芯片，SI32176芯片的TIP引脚与TISP61089BDR芯片的两个K1引脚电性连接， SI32176芯片的RING引脚与TISP61089BDR芯片的两个K2引脚电性连接，升压单元的输出端与TISP61089BDR芯片的G引脚电性连接。TISP61089BDR芯片在一定程度上阻止因模拟电话的异常高压信号导致SI32176芯片损坏。图5中的Header插针用于连接模拟电话机的电话线。

本实用新型的实施原理为：处理器通过SPI接口单元与SI32176芯片电性连接，模拟电话机通过电话线与SI32176芯片实现数据传输。操作人员通过处理器来配置SI32176芯片的寄存器参数，实现对SI32176芯片的控制。SI32176芯片根据处理器设定的配置信息通过升压单元对供电单元输出的电压进行升压处理，并将升压后的输出电压输出至SI32176芯片的SVBAT引脚和VBAT引脚。SI32176芯片通过PCM接口单元接收语音数字信号，并将语音数字信号转化为语音模拟信号，再将语音模拟信号通过电话线传输给模拟电话，通过模拟电话的听筒实现声音的播放。模拟电话的拾音器拾取到声音后，经电话线传输至SI32176芯片，SI32176芯片将语音模拟信号转化为PCM数字信号流，并通过PCM接口传输至处理器。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，其特征在于：包括SPI接口单元、PCM接口单元、供电单元、升压单元及数模转换芯片，所述SPI接口单元、PCM接口单元及供电单元均与所述数模转换芯片电性连接，所述升压单元的输入端与所述供电单元电性连接，所述升压单元的输出端与所述数模转换芯片电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，其特征在于：所述数模转换芯片为SI32176芯片，所述供电单元与所述SI32176芯片的VDDD引脚、VDDA引脚及VDDHV引脚电性连接，所述SI32176芯片的SVDC引脚、SDCH引脚、SDCL引脚及DCDRV引脚均与所述升压单元的输入端电性连接，所述SI32176芯片的SVBAT引脚和VBAT引脚与所述升压单元的输出端电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，其特征在于：所述供电单元与所述SI32176芯片的VDDD引脚和VDDA引脚之间电性连接有第一滤波电路。

4.根据权利要求2所述的一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，其特征在于：所述升压单元包括N沟道MOS管、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3及第四电容C4，所述SI32176芯片的SDCH引脚与所述第一电阻R1的一端电性连接，所述SI32176芯片的SDCL引脚与所述第二电阻R2的一端电性连接，所述第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7的一端均与所述第一电阻R1的另一端连接，所述第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7的另一端均与所述第二电阻R2的另一端连接，所述第七电阻R7与第二电阻R2的连接节点接地，所述第七电阻R7与第一电阻R1的连接节点与所述N沟道MOS管的源极s电性连接，所述SI32176芯片的DCDRV引脚与所述N沟道MOS管的栅极g电性连接，所述SI32176芯片的SVDC引脚与所述N沟道MOS管的漏极d电性连接，所述第一电容C1的一端与所述N沟道MOS管的漏极d电性连接，所述第一电容C1的另一端与所述SI32176芯片的SVBAT引脚和VBAT引脚电性连接，所述第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的一端均与所述第一电容C1的另一端电性连接，所述第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的另一端均接地。

5.根据权利要求4所述的一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，其特征在于：所述SI32176芯片的SVDC引脚与所述N沟道MOS管的漏极d之间还设置有第二滤波电路，所述第二滤波电路包括第五电容C5、第六电容C6及电感线圈L，所述第五电容C5和第六电容C6的一端均与所述SI32176芯片的SVDC引脚电性连接，所述第五电容C5和第六电容C6的另一端均接地，所述电感线圈L的一端电性连接在所述第五电容C5与SI32176芯片的SVDC引脚的连接节点上，所述电感线圈L的另一端与所述N沟道MOS管的漏极d电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，其特征在于：所述N沟道MOS管的漏极d和源极s上并联有二极管D1，所述二极管D1的负极与所述N沟道MOS管的漏极d电性连接，所述二极管D1的正极与所述N沟道MOS管的源极s电性连接。

7.根据权利要求2所述的一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，其特征在于：还包括抗涌浪保护单元，所述SI32176芯片的STIPAC引脚和STIPDC引脚均与SI32176芯片的TIP引脚电性连接，所述SI32176芯片的SRINGAC引脚和SRINGDC引脚均与SI32176芯片的RING引脚电性连接，所述SI32176芯片的TIP引脚和RING引脚与所述抗涌浪保护单元的输入端电性连接，所述抗涌浪保护单元的输出端与所述SI32176芯片的STIPC引脚和STINGC引脚电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于模拟语音信号与数字语音数据流转化的装置，其特征在于：所述抗涌浪保护单元包括TISP61089BDR芯片，所述SI32176芯片的TIP引脚与所述TISP61089BDR芯片的两个K1引脚电性连接，所述SI32176芯片的RING引脚与所述TISP61089BDR芯片的两个K2引脚电性连接，所述升压单元的输出端与所述TISP61089BDR芯片的G引脚电性连接。

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