语音信号处理电路和装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种语音信号处理电路和装置。其中，该语音信号处理电路包括：语音信号压缩电路，用于压缩语音信号的幅值，得到压缩后的语音信号；语音信号平移电路，语音信号平移电路的输入端与语音信号压缩电路的输出端相连接，用于对压缩后的语音信号进行平移，得到平移后的语音信号；以及语音信号调制电路，语音信号调制电路的输入端与语音信号平移电路的输出端相连接，用于对平移后的语音信号进行调制，并输出调制后的语音信号。通过本实用新型，解决了现有技术中放音装置需要两路PWM语音输出的问题，进而达到了利用一路PWM进行语音输出的效果。
【专利说明】语音信号处理电路和装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种语音信号处理电路和装置。
【背景技术】
[0002] 现有的四脚语音芯片具有两路脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称为 PWM)语音输出脚PWM1和PWM2(如图1所示），分别与放音装置（例如喇叭）的两个脚连接， 四脚语音芯片的四个管脚只能连接一个放音装置、VDD和GND，如果想对放音装置进行放音 控制，就需要增加芯片管脚，造成成本较高。
[0003] 针对现有技术中放音装置需要两路PWM语音输出的问题，目前尚未提出有效的解 决方案。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的主要目的在于提供一种语音信号处理电路和装置，以解决现有技术 中放音装置需要两路PWM语音输出的问题。
[0005] 为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种语音信号处理电路。 根据本实用新型的语音信号处理电路包括：语音信号压缩电路，用于压缩语音信号的幅值， 得到压缩后的语音信号；语音信号平移电路，上述语音信号平移电路的输入端与上述语音 信号压缩电路的输出端相连接，用于对上述压缩后的语音信号进行平移，得到平移后的语 音信号；以及语音信号调制电路，上述语音信号调制电路的输入端与上述语音信号平移电 路的输出端相连接，用于对上述平移后的语音信号进行调制，并输出调制后的语音信号。
[0006] 进一步地，上述语音信号压缩电路包括：第一触发器，其中，上述第一触发器的输 入端用于将上述语音信号的数据编码输入至上述第一触发器得到压缩后的语音信号；上述 第一触发器的输出端，用于输出上述压缩后的语音信号。
[0007] 进一步地，上述语音信号压缩电路还包括：第二触发器，其中，上述第二触发器的 输入端用于将上述语音信号输入至上述第二触发器进行锁存，上述第二触发器的输出端将 锁存的语音信号输出至上述第一触发器的输入端。
[0008] 进一步地，上述第一触发器包括第一触发器的第一子触发器、第一触发器的第二 子触发器、第一触发器的第三子触发器、第一触发器的第四子触发器、第一触发器的第五子 触发器、第一触发器的第六子触发器、第一触发器的第七子触发器和第一触发器的第八子 触发器，上述第二触发器包括第二触发器的第一子触发器、第二触发器的第二子触发器、第 二触发器的第三子触发器、第二触发器的第四子触发器、第二触发器的第五子触发器、第二 触发器的第六子触发器、第二触发器的第七子触发器和第二触发器的第八子触发器，上述 第二触发器的输出端将锁存的语音信号输出至上述第一触发器的输入端包括：上述第一触 发器的第一子触发器的输入端与上述第二触发器的第一子触发器的输出端相连接；上述第 一触发器的第二子触发器的输入端输入0信号；上述第一触发器的第三子触发器的输入端 与上述第二触发器的第三子触发器的输出端相连接；上述第一触发器的第四子触发器的输 入端与上述第二触发器的第四子触发器的输出端相连接；上述第一触发器的第五子触发器 的输入端与上述第二触发器的第五子触发器的输出端相连接；上述第一触发器的第六子触 发器的输入端与上述第二触发器的第六子触发器的输出端相连接；以及上述第一触发器的 第七子触发器的输入端与上述第二触发器的第七子触发器的输出端相连接，其中，上述第 二触发器的八个子触发器依次分别发送上述语音信号的数据编码。
[0009] 进一步地，上述语音信号平移电路包括：第一加法器，其中，上述第一加法器的第 一输入端与上述第一触发器的输出端相连接，用于接收上述压缩后的语音信号；上述第一 加法器的第二输入端，用于接收平移信号；以及上述第一加法器的输出端，用于输出上述压 缩后的语音信号和上述平移信号之和。
[0010] 进一步地，上述语音信号调制电路包括：计数电路，用于对上述压缩后的语音信号 的数据编码进行计数，并输出计数结果；以及调制子电路，与上述计数电路和上述第一加法 器的输出端均连接，用于输出调制后的语音信号。
[0011] 进一步地，上述计数电路包括：第二加法器，其中，上述第二加法器的第一输入端 用于接收计数信号；以及第三触发器，其中，上述第三触发器的输入端与上述第二加法器的 输出端相连接，上述第三触发器的输出端与上述第二加法器的第二输入端相连接。
[0012] 进一步地，上述调制子电路为第三加法器，其中，上述第三加法器的输入端与上述 第三触发器的输出端相连接；以及上述第三加法器的第二输入端与上述第一加法器的输出 端相连接。
[0013] 为了实现上述目的，根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种语音信号处理 装置。根据本实用新型的语音信号处理装置包括上述任一项上述的语音信号处理电路，上 述语音信号处理电路中语音信号调制电路的输出端输出正向语音信号，上述语音信号处理 装置还包括：第一管脚，其一端与上述语音信号调制电路的输出端相连接，另一端与放音装 置相连接，用于将上述正向语音信号输出至上述放音装置；第二管脚，与控制器相连接，用 于输入或输出信号；第三管脚，用于与电源连接；以及第四管脚，用于接地。
[0014] 通过本实用新型，采用语音信号压缩电路，用于压缩语音信号的幅值，得到压缩后 的语音信号；语音信号平移电路，语音信号平移电路的输入端与语音信号压缩电路的输出 端相连接，用于对压缩后的语音信号进行平移，得到平移后的语音信号；以及语音信号调制 电路，语音信号调制电路的输入端与语音信号平移电路的输出端相连接，用于对平移后的 语音信号进行调制，并输出调制后的语音信号，将通过两路PWM输出的语音信号调制为通 过一路PWM输出的语音信号，解决了现有技术中放音装置需要两路PWM语音输出的问题，进 而达到了利用一路PWM进行语音输出的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的 示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图 中：
[0016] 图1是根据现有技术中利用两路PWM输出语音信号的不意图；
[0017] 图2是根据本实用新型实施例的一路PWM输出语音信号的示意图；
[0018] 图3是根据本实用新型实施例的语音信号处理电路的示意图；
[0019] 图4是根据本实用新型实施例的语音信号压缩电路的示意图；
[0020] 图5是根据本实用新型实施例的语音信号平移电路的示意图；
[0021] 图6是根据本实用新型实施例的语音信号调制电路中计数电路的示意图；以及
[0022] 图7是根据本实用新型实施例的语音信号调制电路中调制子电路的示意图；
[0023] 图8是根据本实用新型实施例的两路PWM输出的语音信号的波形图；以及
[0024] 图9是根据本实用新型实施例的一路PWM输出的语音信号的波形图。
【具体实施方式】
[0025] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0026] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实 施例中的附图，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的实施例，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，都应 当属于本实用新型保护的范围。
[0027] 本实用新型提供了一种语音信号处理电路。利用该语音信号处理电路可以对语音 信号处理，使得语音信号通过语音信号处理芯片的一个管脚连接至播放装置（如喇叭），节 约一个连接管脚，使得节约的管脚可以实现语音控制等功能，便于进行语音处理芯片的封 装。本实用新型通过语音信号处理电路，使得芯片可以按照如图2所示的方式进行封装，即 芯片的一个PWM管脚与喇叭相连接，喇叭的另外一个管脚连接VDD或者GND。而在现有技术 中连接喇叭的另外一个管脚可以实现其他功能，例如语音控制等。
[0028] 为了解决现有技术中需要两路PWM进行语音输出的问题，本实用新型的语音信号 处理电路能够对语音信号进行处理，以实现一路PWM进行语音输出。
[0029] 图3是根据本实用新型的语音信号处理电路的示意图。如图所示，该语音信号处 理电路包括：语音信号压缩电路、语音信号平移电路和语音信号调制电路。
[0030] 语音信号压缩电路，用于压缩语音信号的幅值，得到压缩后的语音信号。
[0031] 语音信号压缩电路如图4所示，包括第一触发器U2〈7: 0>，其中，第一触发器的输 入端D用于将语音信号的数据编码输入至第一触发器U2〈7: 0>得到压缩后的语音信号。第 一触发器的输出端Q，用于输出压缩后的语音信号。其中，被压缩的语音信号为Dl〈7:0>，压 缩后的语音信号为D2〈7:0>。
[0032] 优选地，为了避免语音信号丢失，语音信号压缩电路还包括：第二触发器 Ul〈7: 0>，其中，第二触发器的输入端D用于将语音信号输入至第二触发器U2〈7: 0>进行锁 存，第二触发器的输出端Q将锁存的语音信号输出至第一触发器的输入端D。
[0033] 通常原始的语音信号的数据编码为8位数据编码，为了压缩语音信号的幅值，保 留语音信号的数据编码的最高位，其余数据编码依次右移一为，并增加〇信号。例如，8位数 据编码为（bit7) bit6bit5bit4bit3bit2bitlbit0,保留符号位 bit7,将 bit6 至 bitO 右移， 并增加〇信号，即8为数据编码变为（bit7)0bit6bit5bit4bit3bit2bitl，右移后的编码即 为D2〈7:0>。对于8为数据编码，利用第一触发器的8个子触发器和第二触发器的8个子触 发器进行语音信号的压缩。
[0034] 第一触发器包括第一触发器的第一子触发器、第一触发器的第二子触发器、第一 触发器的第三子触发器、第一触发器的第四子触发器、第一触发器的第五子触发器、第一触 发器的第六子触发器、第一触发器的第七子触发器和第一触发器的第八子触发器，第二触 发器包括第二触发器的第一子触发器、第二触发器的第二子触发器、第二触发器的第三子 触发器、第二触发器的第四子触发器、第二触发器的第五子触发器、第二触发器的第六子触 发器、第二触发器的第七子触发器和第二触发器的第八子触发器，第二触发器的输出端将 锁存的语音信号输出至第一触发器的输入端包括：
[0035] 第一触发器的第一子触发器的输入端与第二触发器的第一子触发器的输出端相 连接。第一触发器的第二子触发器的输入端输入〇信号。第一触发器的第三子触发器的输 入端与第二触发器的第三子触发器的输出端相连接。第一触发器的第四子触发器的输入端 与第二触发器的第四子触发器的输出端相连接。第一触发器的第五子触发器的输入端与第 二触发器的第五子触发器的输出端相连接。第一触发器的第六子触发器的输入端与第二触 发器的第六子触发器的输出端相连接。第一触发器的第七子触发器的输入端与第二触发器 的第七子触发器的输出端相连接，其中，第二触发器的八个子触发器依次分别发送语音信 号的数据编码。
[0036] 通过第二触发器8个子触发器的输出端分别输出bit7bit6bit5bit4b it3bit2bitlbit0,与第二触发器的8个子触发器对应的8个子触发器分别输入 bit70bit6bit5bit4bit3bit2bitl，即从第一触发器的8个子触发器输入的数据编码分别 为DATA〈7>、0和DATA〈6: 1>，输出的语音信号的数据编码从符号位bit7开始依次右移一位， 使得幅值压缩1/2。
[0037] 语音信号平移电路，语音信号平移电路的输入端与语音信号压缩电路的输出端相 连接，用于对压缩后的语音信号进行平移，得到平移后的语音信号。
[0038] 语音信号平移电路可以为第一加法器U3,如图5所不，其中，第一加法器的第一输 入端A与第一触发器的输出端Q相连接，用于接收压缩后的语音信号。第一加法器的第二 输入端B，用于接收平移信号。第一加法器的输出端S，用于输出压缩后的语音信号和平移 信号之和。
[0039] 第一加法器的第一输入端A输入的信号为D2〈7:0>，第二输入端B输入的平移信号 为01000000,使得平移信号与第一加法器的第一输入端A输入的信号D2〈7:0>逐位相加， 即将第一加法器的第一输入端A输入的信号D2〈7:0>加上64,对语音信号Dl〈7:0>进行平 移，得到平移后的信号D3〈7:0>。
[0040] 语音信号调制电路，语音信号调制电路的输入端与语音信号平移电路的输出端相 连接，用于对平移后的语音信号进行调制，并输出调制后的语音信号。
[0041] 如图6和图7所示，语音信号调制电路包括计数电路和调制子电路。计数电路，用 于对压缩后的语音信号的数据编码进行计数，并输出计数结果。调制子电路，与计数电路和 第一加法器的输出端均连接，用于输出调制后的语音信号。
[0042] 具体地，如图6所示，计数电路包括：第二加法器U4,其中，第二加法器的第一输入 端A用于接收计数信号。第三触发器U5,其中，第三触发器的输入端D与第二加法器的输出 端S相连接，第三触发器的输出端Q与第二加法器的第二输入端B相连接。
[0043] 计数信号用于进行计数，如图6所示，计数信号为0000001，由于本实用新型所采 用的示例均为8位数据编码，则采用的计数信号也是8位。计数电路的第三触发器U5的时 钟信号输入端能够输入时钟信号，在一个时钟信号来临时，计数电路进行计数，为了调节占 空比。
[0044] 具体地，调制子电路为第三加法器U6,其中，第三加法器的输入端A与第三触发器 的输出端Q相连接。第三加法器的第二输入端B与第一加法器的输出端S相连接。
[0045] 例如，B〈6:0>的范围是0?127,若B〈6:0>取值大于等于120，D3〈6 :0>取值为8， 则为八次计数，若溢出，PWM变为1。当需要进行8个计数时，则连续第一个时钟信号到第七 个时钟信号来临时，计数电路加一，在第八个时钟信号来临时，计数电路加一后归零，再下 一个时钟信号来临时，重新开始计数。第二加法器的输出端输出的数字编码为S〈6: 0>，第三 触发器的输出端输出的数字编码为B〈6:0>。
[0046] 例如，B〈6:0>的范围是0?127,若D3〈6 :0>取值为8,则当B〈6:0>大于等于120 并且小于等于127时，计数器溢出，PWM变为1，PWM保持1的时间为8个时钟周期，B〈6:0> 的计数循环为128个时钟周期，则占空比为8/128。这样就实现了占空比随D3〈6 :0>变化。 同理可得，若D3〈6 :0>取值为N，则PWM占空比为N/128。当需要进行8个计数时，则连续第 一个时钟信号到第七个时钟信号来临时，计数电路加一，在第八个时钟信号来临时，计数电 路加一后归零，再下一个时钟信号来临时，重新开始计数。第二加法器的输出端输出的数字 编码为S〈6:0>，第三触发器的输出端输出的数字编码为B〈6:0>。
[0047] 如图7所示，在进行计数时无需语音信号的符号位参与，因此，第三加法器的第二 输入端B输入的语音信号编码为D3〈6:0>，即去除符号位bit7。在计数电路计数一次之后， 对第三加法器的第二输入端B输入的语音信号编码进行一次计数，调制后的信号从第三加 法器的输出端C0输出，第三加法器的输出端S不输出调制后的信号。
[0048] 需要说明的是，本实用新型附图中的CLK均为时钟信号，CP均为接收时钟信号的 管脚，SET均为重置端，CLR均为清零端，
【权利要求】
1. 一种语音信号处理电路，其特征在于，包括： 语音信号压缩电路，用于压缩语音信号的幅值，得到压缩后的语音信号； 语音信号平移电路，所述语音信号平移电路的输入端与所述语音信号压缩电路的输出 端相连接，用于对所述压缩后的语音信号进行平移，得到平移后的语音信号；以及 语音信号调制电路，所述语音信号调制电路的输入端与所述语音信号平移电路的输出 端相连接，用于对所述平移后的语音信号进行调制，并输出调制后的语音信号。
2. 根据权利要求1所述的语音信号处理电路，其特征在于，所述语音信号压缩电路包 括： 第一触发器，其中，所述第一触发器的输入端用于将所述语音信号的数据编码输入至 所述第一触发器得到压缩后的语音信号；所述第一触发器的输出端，用于输出所述压缩后 的语音信号。
3. 根据权利要求2所述的语音信号处理电路，其特征在于，所述语音信号压缩电路还 包括： 第二触发器，其中，所述第二触发器的输入端用于将所述语音信号输入至所述第二触 发器进行锁存，所述第二触发器的输出端将锁存的语音信号输出至所述第一触发器的输入 端。
4. 根据权利要求3所述的语音信号处理电路，其特征在于，所述第一触发器包括第一 触发器的第一子触发器、第一触发器的第二子触发器、第一触发器的第三子触发器、第一触 发器的第四子触发器、第一触发器的第五子触发器、第一触发器的第六子触发器、第一触发 器的第七子触发器和第一触发器的第八子触发器，所述第二触发器包括第二触发器的第一 子触发器、第二触发器的第二子触发器、第二触发器的第三子触发器、第二触发器的第四子 触发器、第二触发器的第五子触发器、第二触发器的第六子触发器、第二触发器的第七子触 发器和第二触发器的第八子触发器，所述第二触发器的输出端将锁存的语音信号输出至所 述第一触发器的输入端包括 ： 所述第一触发器的第一子触发器的输入端与所述第二触发器的第一子触发器的输出 端相连接； 所述第一触发器的第二子触发器的输入端输入〇信号； 所述第一触发器的第三子触发器的输入端与所述第二触发器的第三子触发器的输出 端相连接； 所述第一触发器的第四子触发器的输入端与所述第二触发器的第四子触发器的输出 端相连接； 所述第一触发器的第五子触发器的输入端与所述第二触发器的第五子触发器的输出 端相连接； 所述第一触发器的第六子触发器的输入端与所述第二触发器的第六子触发器的输出 端相连接；以及 所述第一触发器的第七子触发器的输入端与所述第二触发器的第七子触发器的输出 端相连接，其中，所述第二触发器的八个子触发器依次分别发送所述语音信号的数据编码。
5. 根据权利要求2所述的语音信号处理电路，其特征在于，所述语音信号平移电路包 括： 第一加法器，其中， 所述第一加法器的第一输入端与所述第一触发器的输出端相连接，用于接收所述压缩 后的语音信号； 所述第一加法器的第二输入端，用于接收平移信号；以及 所述第一加法器的输出端，用于输出所述压缩后的语音信号和所述平移信号之和。
6. 根据权利要求5所述的语音信号处理电路，其特征在于，所述语音信号调制电路包 括： 计数电路，用于对所述压缩后的语音信号的数据编码进行计数，并输出计数结果；以及 调制子电路，与所述计数电路和所述第一加法器的输出端均连接，用于输出调制后的 语音信号。
7. 根据权利要求6所述的语音信号处理电路，其特征在于，所述计数电路包括： 第二加法器，其中，所述第二加法器的第一输入端用于接收计数信号；以及 第三触发器，其中，所述第三触发器的输入端与所述第二加法器的输出端相连接，所述 第三触发器的输出端与所述第二加法器的第二输入端相连接。
8. 根据权利要求7所述的语音信号处理电路，其特征在于，所述调制子电路为第三加 法器，其中， 所述第三加法器的输入端与所述第三触发器的输出端相连接；以及 所述第三加法器的第二输入端与所述第一加法器的输出端相连接。
9. 一种语音信号处理装置，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的语音信号 处理电路，所述语音信号处理电路中语音信号调制电路的输出端输出正向语音信号，所述 语音信号处理装置还包括： 第一管脚，其一端与所述语音信号调制电路的输出端相连接，另一端与放音装置相连 接，用于将所述正向语音信号输出至所述放音装置； 第二管脚，与控制器相连接，用于输入或输出信号； 第三管脚，用于与电源连接；以及 第四管脚，用于接地。
【文档编号】G10L21/0316GK204066722SQ201420380760
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】楚振全 申请人:深圳希格玛和芯微电子有限公司