Nghiên cứu thiết kế mạch chuyển đổi tiếng nói con người thành nguồn số bằng phương pháp điều chế Delta

Đề tài nghiên cứu và thiết kế mạch chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số bằng IC MC3417 CVSD được thiết kế để liên lạc an toàn với quân đội và ứng dụng điện thoại thương mại. Giúp cho việc giao tiếp ở mỗi người trở nên dễ dàng hơn, mạch bao gồm Mic, bộ chuyển đổi từ Analog sang Digital, từ Digital sang Analog. Mời các bạn cùng tham khảo!

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠCH CHUYỂN ĐỔI TIẾNG NÓI CON NGƯỜI THÀNH NGUỒN SỐ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ DELTA Nguyễn Đình Hiếu, Nguyễn Trần Duy Trường, Lê Minh Hiếu Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh GVHD: ThS Trần Duy Cường TĨM TẮT Đề tài nghiên cứu thiết kế mạch chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số IC MC3417 CVSD thiết kế để liên lạc an toàn với quân đội ứng dụng điện thoại thương mại Giúp cho việc giao tiếp người trở nên dễ dàng hơn, mạch bao gồm Mic, chuyển đổi từ Analog sang Digital, từ Digital sang Analog Hoạt động mạch điều khiển thơng qua tiếng nói người đợc xử lý nhờ chuyển đổi Mạch sau tính tốn, thiết kế, chế tạo lắp ráp hoạt động tốt GIỚI THIỆU Tiếng nói phương tiện chủ yếu mà người sử dụng để liên lạc giao tiếp hàng ngày Khi phương tiện truyền thông phát triển số người sử dụng phương tiện liên lạc tăng lên mã hố tiếng nói nghiên cứu ứng dụng rộng rãi gọi điện thoại truyền thống, gọi qua mạng di dộng, qua mạng Internet, qua vệ tinh, v.v Mặc dù với phát triển công nghệ truyền thông qua cáp quang làm cho băng thơng khơng cịn vấn đề lớn giá thành gọi truyền thống Tuy nhiên, băng thông gọi đường dài, gọi quốc tế, gọi qua vệ tinh hay gọi di động cần phải trì băng thơng mức định Vì việc mã hố tiếng nói cần thiết, giúp giảm thiểu số lượng tín hiệu cần truyền đường truyền đảm bảo chất lượng gọi THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 2.1 Sơ đồ khối Hình Sơ đồ khối phía điều chế 190 Hình Sơ đồ khối phía giải điều chế 2.2 Chức khối 2.2.1 Khối nguồn Nguồn +12 V Nguồn tiếng nói người (300Hz đến 3K4Hz) Hình Sơ đồ nguyên lý Module cảm biến âm 2.2.2 Khối điều chế Điện điều khiển tín hiệu số phát từ điều chế Sau tín hiệu tích phân tích phân số khoảng thời gian số lớn tích phân thứ Bộ tích phân gọi lọc âm (do việc áp dụng rộng rãi kỹ thuật xử lý âm thanh) Lúc rõ ràng điện điều khiển biến đổi chậm nhiều theo thời gian 191 Tín hiệu số từ FF D đầu điều chế không gửi đường truyền mà truyền tới ghi dịch bit Thuật toán sử dụng CVSD sơ đồ kiểm tra bit cuối điều chế theo ngun tắc bit có tồn bit hay hay không Điều kiện kiểm tra gọi điều kiện lặp Khi xảy độ khuếch đại tích phân nhỏ Đầu phát lặp (kí hiệu khối LOGIC hình) tính tích phân nhờ tích phân Lúc này, điện đầu lọc âm điều khiển độ khuếch đại tích phân thông qua mạch điện Mạch điện xác định dấu bit (giá trị hay 1) phát từ điều chế Với cách mức trung bình tín hiệu, lối vào xác định Độ khuếch đại tích phân thay đổi theo mức trung bình tín hiệu lối vào Vì thế, biên độ xung cưa bị giảm (và nhiễu lượng tử hóa giảm theo) tín hiệu vào tần số thấp biên độ tăng lên (và tượng tải dốc giảm) tín hiệu vào tăng lên Tại nơi thu, giải điều chế phải sử dụng kỹ thuật tương thích với nơi phát tái tạo lại tín hiệu Hình Khối điều chế 2.2.3 Mạch tạo xung CK Tín hiệu dao động lấy từ thạch anh 4M điều chế chân ic CD4060 hoạt động chia tần số IC LS7490 có tác dụng chia tần 192 Hình Sơ đồ nguyên lý xung Ck 2.2.4 Khối giải điều chế Nguyên lý hoạt động: Tín hiệu delta sau qua điều chế xuất mức logic (0 1) qua chân 13 giải điều chế (MC3417L) để điều chế dạng tín hiệu ban đầu Nguyên tắc xử lý tín hiệu qua DIN chân 13 so sánh (chân -) với xung ck vào chân 14 Qua FFD hoạt động đếm bit lên xuống nhận đếm lên ngược lại ta dạng xung bậc thang lấy mẫu tín hiệu lấy mẫu ban đầu Khối Polarity hoạt động chức CVSD để điều chỉnh chu kỳ lấy mẫu cách xác khơng điều chế tuyến tính Chân IC có tác dụng điều chỉnh chu kỳ lấy mẫu liên tục xác Chân nối nguồn điện áp so sánh với tín hiệu từ chân 11 Tín hiệu qua SS để hồi tiếp chân 12 (delta threshold) Tụ c17 trở 13 có tác dụng lọc thông thấp để xuất loa Hình Khối giải điều chế 2.2.5 Khối nhận tin Công suất định mức: (W), Độ nhạy: 100 (dB/W), Tỷ số tiếng ồn: (dB) 193 Hình Loa 2.2.6 Tính tốn thơng số Khối xung lấy mẫu thạch anh 4M sau qua CD4060 có tác dụng chia tần số Ta thu tần số sau: (Q12/4096) = 976.5625 Hz chân Q1 IC4060 (mạch chia 4096) (Q13/8192) = 488.2816 Hz chân Q2 IC4060 (mạch chia 8192) (Q14/16384) = 244,14 Hz chân Q3 IC4060 (mạch chia 16384) (Q6/64) = 62.500 Hz chân Q4 (mạch chia 64) (Q7/128) = 31.250 Hz chân Q6 IC4060 (mạch chia 128) (Q4/16) = 25.000 Hz chân Q7 IC4060 (mạch chia 16) (Q9/512) = 7812,5 Hz chân Q13 IC4060 (mạch chia 512) (Q8/256) = 15.625 Hz chân Q14 IC4060 (mạch chia 256) (Q10/1024) = 3906,25 Hz chân Q15 IC4060 (mạch chia 1024) Chân 4M qua chia (F/4 = 1M) ic LS7490 để tín hiệu lấy mẫu tối đa 1M mong muốn THI CÔNG MẠCH 3.1 Vẽ sơ đồ nguyên lý Hình Sơ đồ nguyên lý: (a) khối điều chế, (b) khối giải điều chế 194 3.2 Vẽ mạch in Hình 3D mạch in phần điều chế Hình 10 3D mạch in tạo xung Ck Hình 11 3D mạch in phần giải điều chế KẾT LUẬN Nhóm học hỏi nhiều kiến thức mới: Mạch tạo chuông, mạch chuyển đổi tín hiệu, mạch loa, mạch mic Cũng áp dụng lý thuyết học lớp áp dụng vào thiết kế mạch, nâng cao khả xử lý tính tốn thiết kế thi cơng mạch, hiểu nguyên lý làm việc mạch Mạch hoạt động tương đối ổn định có khả nâng cấp cải tiến dùng cho mục đích khác Tuy nhiên, mạch khuyết điểm chưa thể khắc phục Thực tế khác lý thuyết 195 cịn yếu tố mơi trường làm ảnh hưởng đến mạch Những sai số tính tốn cịn chưa xác nên tín hiệu điều chế khơng mong muốn ban đầu Hướng phát triển: – Module điều chế Delta – Mạch thoại sử dụng băng thông bé – Mạch thoại sử dụng vi điều khiển điều chế Delta TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hồng Sơn (2001) Cơ sở Kỹ thuật Chuyển mạch & Tổng đài Hà Nội [2] Nguyễn Thanh Dũng (2015) Kỹ thuật Chuyển mạch [3] ThS Trần Duy Cường (2016) Hệ thống Viễn thông [4] Hutech Thực hành Hệ thống viễn thông sở/nâng cao 196 ... giải điều chế 2.2 Chức khối 2.2.1 Khối nguồn Nguồn +12 V Nguồn tiếng nói người (300Hz đến 3K4Hz) Hình Sơ đồ nguyên lý Module cảm biến âm 2.2.2 Khối điều chế Điện điều khiển tín hiệu số phát từ điều. .. in phần giải điều chế KẾT LUẬN Nhóm học hỏi nhiều kiến thức mới: Mạch tạo chng, mạch chuyển đổi tín hiệu, mạch loa, mạch mic Cũng áp dụng lý thuyết học lớp áp dụng vào thiết kế mạch, nâng cao... CÔNG MẠCH 3.1 Vẽ sơ đồ nguyên lý Hình Sơ đồ nguyên lý: (a) khối điều chế, (b) khối giải điều chế 194 3.2 Vẽ mạch in Hình 3D mạch in phần điều chế Hình 10 3D mạch in tạo xung Ck Hình 11 3D mạch