一种数字对讲芯片及数字对讲设备的制作方法

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，由于电路中包含了体积庞大的晶体滤波器和陶瓷滤波器，导致数字对讲设备的电路复杂成本高，不利于设备小型化。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种数字对讲芯片及数字对讲设备，以解决现有数字对讲机的接收机电路复杂的问题。

本实用新型提供了一种集成对讲芯片，包括：主控单元、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、电源管理单元、存储器单元、射频基带单元、射频收发器单元、安全数码卡驱动单元、以及连接各单元的通信总线；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；安全数码卡驱动单元基于总线控制规则，与外界安全数码卡进行通信；主控单元用于控制集成对讲芯片内各器件的工作；射频收发器单元用于将基带信号调整到高频载波或者从高频载波中解调出基带信号，射频基带单元用于进行基带信号的调试解调；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；主控单元、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、电源管理单元、存储器单元、射频基带单元、射频收发器单元、安全数码卡驱动单元、以及通信总线通过系统级芯片工艺技术集成在一片芯片上。

进一步的，主控单元包括第一微处理器单元和第一数字信号处理单元，射频基带单元包括第二微处理器单元和第二数字信号处理单元。

进一步的，第一微处理器单元和/或第二微处理器单元为32位精简指令微控制单元；第一数字信号处理单元和/或第二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，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，包括安全数码卡，以及本实用新型提供的集成对讲芯片，安全数码卡与集成对讲芯片安全数码卡驱动单元电连接。

进一步的，数字对讲设备还包括功率放大器，功率放大器与集成对讲芯片中的射频收发器单元连接，用于对射频收发器单元的输出信号进行功率放大。

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，其包括主控单元、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、电源管理单元、存储器单元、射频基带单元、射频收发器单元、安全数码卡驱动单元、以及连接各单元的通信总线；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；安全数码卡驱动单元基于总线控制规则，与外界安全数码卡进行通信；主控单元用于控制集成对讲芯片内各器件的工作；射频收发器单元用于将基带信号调整到高频载波或者从高频载波中解调出基带信号，射频基带单元用于进行基带信号的调试解调；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；主控单元、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、电源管理单元、存储器单元、射频基带单元、射频收发器单元、安全数码卡驱动单元、以及通信总线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数字通信功能以及安全数码卡的扩展功能，基于此，使用该芯片的设备就可以采用很小的电路，解决了现有数字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涉及的现有数字对讲机的电路连接图；

图4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5为本实用新型第二实施例提供的集成对讲芯片的电路连接图。

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：主控单元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、射频基带单元15、电源管理单元16、存储器单元17、射频收发器单元18、安全数码卡驱动单元19以及图1未示出的连接各单元的通信总线；射频收发器单元18用于将基带信号调整到高频载波或者从高频载波中解调出基带信号，射频基带单元15用于进行基带信号的调试解调；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；安全数码卡驱动单元19基于总线控制规则，与外界安全数码卡进行通信；主控单元11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；主控单元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、射频基带单元15、电源管理单元16、存储器单元17、射频收发器单元18、安全数码卡驱动单元19以及连接各单元的通信总线通过系统级芯片工艺技术集成在一片芯片上。

如图2所示，在一些实施例中，上述实施例中的主控单元11包括第一微处理器单元111和第一数字信号处理单元112，射频基带单元15包括第二微处理器单元151和第二数字信号处理单元152。

如图3所示，在一些实施例中，上述实施例中的第一微处理器单元111和/或第二微处理器单元151为32位精简指令微控制单元。

如图3所示，在一些实施例中，上述实施例中的第一数字信号处理单元112和/或第二数字信号处理单元152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。

在一些实施例中，上述实施例中的安全数码卡驱动单元是SD(Secure Digital Memory Card，安全数码卡)1.1版本的驱动器，这样可以兼容更多版本的SD卡。

如图4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4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，包括安全数码卡，以及本实用新型提供的集成对讲芯片，安全数码卡与集成对讲芯片安全数码卡驱动单元电连接。

在一些实施例中，上述实施例中的数字对讲设备还包括功率放大器，功率放大器与集成对讲芯片中的射频收发器单元连接，用于对射频收发器单元的输出信号进行功率放大。

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，其包括主控单元、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、电源管理单元、存储器单元、射频基带单元、射频收发器单元、安全数码卡驱动单元、以及连接各单元的通信总线；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；安全数码卡驱动单元基于总线控制规则，与外界安全数码卡进行通信；主控单元用于控制集成对讲芯片内各器件的工作；射频收发器单元用于将基带信号调整到高频载波或者从高频载波中解调出基带信号，射频基带单元用于进行基带信号的调试解调；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；主控单元、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、电源管理单元、存储器单元、射频基带单元、射频收发器单元、安全数码卡驱动单元、以及通信总线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数字通信功能以及安全数码卡的扩展功能，基于此，使用该芯片的设备就可以采用很小的电路，解决了现有数字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3所示，其包括：LNA低噪声放大器31、混频器32、可调IQ信号放大器33、ADC模拟数字信号转换器34、DSP数字信号处理器35及DAC数字模拟信号转换器36。

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31将输入信号放大到合适的幅度去混频器32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33放大到合适的幅度再通过AD转换器34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35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36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3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4所示，集成了射频接收机发射机，MCU，DSP等器件，其具体包括：射频基带单元401、16位话音信号编解码单元402、FM调频广播接收机单元403、蓝牙(Bluetooth)无线电接收发射机单元404、音频输出功率放大器单元405、麦克风放大电路单元406、主控单元407、电源管理(PMU)单元408、16MB PSRAM存储器单元409、16MB FLASH存储器单元410、及射频收发器单元411；在实际应用中，射频收发器单元411实现图3中虚线框内电路的电路功能。

具体的，本实施例提供的集成对讲芯片的内部电路图如图5所示，其包括：

2个CPU，定义为XCPU和BCPU；

2个DSP，定义为DSP1和DSP2；

射频芯片定义为RF Transceiver；

其中，BCPU与DSP2属于射频基带单元，射频基带单元可以实现基带信号的调试解调，通信系统中的调制解调算法较多，例如：FSK,4FSK,GFSK,PFSK；常用的算法为4FSK；

RF Transceiver属于射频收发器，基带信号通过RF Transceiver调制到高频载波，或者高频载波通过RF Transceiver解调出基带信号；

XCPU与DSP1属于主控单元，主控单元可以连接常用外设，例如：键盘，LCD显示屏，麦克风，喇叭，常用传感器等，主控单元实现主要功能逻辑及基本业务功能；

主控单元和基带单元以SYS APB总线连接。

通信数据接口包括RTC接口、TIMER接口、DA接口、AD接口、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。

本芯片涉及的数据发射过程为：主控单元把原始数据传递给基带单元，基带单元把原始数据转换为4FSK信号，4FSK信号通过RF Transceiver调制到高频载波发射出去。本芯片涉及的数据接收过程为：高频信号通过RF Transceiver解调出4FSK信号，基带单元把4FSK信号恢复为原始的数据，再传递至主控单元。

在实际应用中，RF Transceiver器件输出的射频信号强度有限，为适应1W,2W,4W,5W通信系统，需要用PA(功率放大器件)器件把输出的高频信号放大到指定强度范围满足特定通信系统的要求。

本实施例提供的芯片可以实现数字通信系统，该系统具有高可靠性及远距离等特性，通信功能涵盖有线和无线通讯系统。可使用的通信场景如：DMR,PDT,Tetra,Astro,GoTa,iDEN,IoT等等。

本实施例提供的芯片可以与外界的SD卡进行通信，实现基于SD卡的功能扩展，如存储空间的扩展等。

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，其包括主控单元、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、电源管理单元、存储器单元、射频基带单元、射频收发器单元、安全数码卡驱动单元、以及连接各单元的通信总线；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；安全数码卡驱动单元基于总线控制规则，与外界安全数码卡进行通信；主控单元用于控制集成对讲芯片内各器件的工作；射频收发器单元用于将基带信号调整到高频载波或者从高频载波中解调出基带信号，射频基带单元用于进行基带信号的调试解调；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；主控单元、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、电源管理单元、存储器单元、射频基带单元、射频收发器单元、安全数码卡驱动单元、以及通信总线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数字通信功能以及安全数码卡的扩展功能，基于此，使用该芯片的设备就可以采用很小的电路，解决了现有数字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。