夏世長 陳迪平 王鎮(zhèn)道 蔣見花 來源：《國外電子元器件》

     摘要：mc3418是motorola公司生產(chǎn)的一種數(shù)字語音編碼/解碼集成電路。文中介紹了運(yùn)用單片cvsd

     mc3418實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)波形編碼的方法，詳細(xì)描述了它的工作原理及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并給出了mc3418在地震波無線檢測(cè)電路中的應(yīng)用實(shí)例。

     關(guān)鍵詞：數(shù)字傳輸

     cvsd 波形編碼 mc3418

     1 引言

     現(xiàn)場通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，而且正迅速向各個(gè)領(lǐng)域滲透，就目前來說，數(shù)字通信以其抗干擾能力強(qiáng)，便于加密，易于集成化，有利于處理、存儲(chǔ)、交換以及和計(jì)算機(jī)連接等優(yōu)點(diǎn)而成為當(dāng)代通信系統(tǒng)的主流。而現(xiàn)有的地震波信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)普遍存在著抗干擾能力差、信噪比低、系統(tǒng)誤差大、所記錄的數(shù)據(jù)不利于后期量化處理的缺點(diǎn)�；谏鲜銮闆r，筆者運(yùn)用mc3418（編解碼簡單）、抗誤碼性能好、在比特率較低時(shí)有較高的信噪比）設(shè)計(jì)了一種數(shù)字傳輸電路，效果很好。

     2 mc3418簡介

     mc3418是motorola-p.htm" target="_blank" title="motorola貨源和pdf資料">motorola公司生產(chǎn)的一種簡單數(shù)字語音編碼/解碼集成芯片。它有兩種工作狀態(tài)，在引腳15處于“1”時(shí)，完成編碼功能；處于“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)解碼功能。mc3418的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能如圖1所示。它的工作電壓范圍為-0.4～+18v；工作溫度范圍為0℃～70℃；差分模擬輸入電壓為±5v。

     3 mc3418的工作原理

     當(dāng)取樣速率遠(yuǎn)大于奈奎斯特速率時(shí)，樣值之間的關(guān)聯(lián)程序增強(qiáng)，mc3418僅使用一位編碼來表示抽樣時(shí)間波形的變化趨向，在當(dāng)前時(shí)刻的樣值與預(yù)測(cè)值經(jīng)量化比較后，如差值為正，輸出為“1”；差值為負(fù)，輸出為“0”。這種模擬變換方式稱為增量調(diào)制（△m）。為了改進(jìn)△m動(dòng)態(tài)范圍以滿足通信系統(tǒng)的要求（40db～50db），可采用自適應(yīng)方法使量階△的大小隨著輸入信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性而變化，如可將量階△隨音節(jié)時(shí)間間隔（5ms～20ms）中信號(hào)的平均斜率變化，稱之為連續(xù)可變斜變?cè)隽空{(diào)制（cvsd）。mc3418就是采用這種調(diào)制方式的一種芯片。

     圖2所示為mc3418的編碼原理和編碼波形圖。其解碼原理圖如圖3所示。

     4 應(yīng)用設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)

     4.1 電路設(shè)計(jì)

     圖4所示為mc3418用于地震波無線檢測(cè)分析儀的編解碼電路。圖中，用電阻r和電容c構(gòu)成積分濾波器。該單極點(diǎn)積分網(wǎng)絡(luò)的f=1/(2πrc),其電阻r的典型值可在8～13kω之間選擇，本電路選取r=10kω，c=0.1μf。

     在設(shè)計(jì)濾波器傳輸函數(shù)時(shí)，可由rs和cs構(gòu)成單極點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，其時(shí)間常數(shù)典型值為6.0～50ms，充電常數(shù)為rscs，衰減常數(shù)為（rs+rp）cs，由于要求rp<<rs，圖4電路選擇的rs為18kω，rp為3.3kω，cs為0.33μf。

     電路回路增益的選擇由rx決定，這依賴于輸入信號(hào)的最大電平vo和頻率fm，以及積分濾波器的傳輸函數(shù)（r，c），并要求壓縮擴(kuò)展比不超過30%，因此，應(yīng)滿足：

     rx=0.25vcc/[（vo/2r）+8cv0fs]

     本電路選擇vcc=5v,vo=1.5v,fs=500hz。

     為設(shè)置空閑信道步長，必須使rmin滿足：

     rmin≈rs[vcc/(csfclk△vorx)-1]

     其中，△vo是空閑輸出期望峰-峰值。

     4.2 注意事項(xiàng)

     在設(shè)計(jì)圖4所示的編解碼電路時(shí)，除應(yīng)對(duì)電路中的自身參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)設(shè)計(jì)外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

     （1）所有數(shù)字信號(hào)通數(shù)（9，11，13，14）與模擬信號(hào)通路（1～7，10）應(yīng)該隔開，以利于獲得完全空閑信道。

     （2）由于時(shí)鐘速率越大，s/n就越高。因此在把電路用于無線電系統(tǒng)且將mc3418設(shè)計(jì)為4比特系統(tǒng)時(shí)，fclk應(yīng)大于32khz。

     （3）引腳11是