一種基于fpga的方言保存裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及語音信號存儲技術，具體涉及一種基于FPGA的方言保存裝置。
【背景技術】
[0002]我國漢語方言種類繁多，五里不同音，十里不同調(diào)是對我國漢語方言復雜狀況的形象說法。隨著國家推廣普通話近60年，為了便于應對來自各地群體的對話，只能被迫放棄地方方言，用普通話進行交流。在中國經(jīng)濟越是發(fā)達的地方，使用最多的是普通話，其次是英語，從而降低了方言的對話能力，讓方言的流失就越快，嬰兒剛出生，父母就使用普通話教學話，加速了方言的流失。
[0003]方言流失同步的，是文化傳承的危機。方言不僅僅是交流工具，也是一種地方文化載體，一種珍貴資源。方言的消失就意味著很多地方文化要跟著消失。
[0004]當今市場急需一種方言的保存方法及裝置能夠像其他文化遺產(chǎn)一樣得到完整的保留?，F(xiàn)有的音頻錄音設備并沒有針對方言進行存儲的設置，導致存儲的方言存在較多干擾因素。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述存在的技術問題，本實用新型提供了一種基于FPGA的方言保存裝置，設計了一種非單片機或DSP的方言保存裝置，該方言保存裝置能夠針對方言進行音頻儲存和播放，聲音效果好，無失真，能夠有效的消除環(huán)境的干擾，同時該裝置功耗較低，運行穩(wěn)定。
[0006]—種基于FPGA的方言保存裝置，包括語音采集裝置、輸入信號放大器、輸入帶通濾波器、輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、FPGA控制模塊、存儲模塊、輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、輸出帶通濾波器、輸出信號放大器和揚聲器，所述語音采集裝置、輸入信號放大器、輸入帶通濾波器、輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片依次電性連接，所述輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、輸出帶通濾波器、輸出信號放大器和揚聲器依次電性連接，所述FPGA控制模塊進行輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、存儲模塊和輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片之間的數(shù)據(jù)交流和控制，所述輸入信號放大器和輸出信號放大器均采用BH3544芯片，所述輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片包括8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路，所述輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片包括數(shù)據(jù)鎖存器和R-ZR倒T形電阻網(wǎng)絡，所述輸入帶通濾波器和輸出帶通濾波器均是通過將一個低通濾波器和一個高通濾波器組合級聯(lián)，通過多級反饋減少干擾信號。
[0007]進一步的，所述語音采集裝置為麥克風裝置。
[0008]進一步的，所述存儲模塊為SRAM存儲器。
[0009]進一步的，所述低通濾波器的通過頻段為80-600HZ，所述高通濾波器的通過頻段為 160-1200Hz。
[0010]進一步的，所述輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用DAC0832。
[0011]進一步的，所述輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用ADC7524。
[0012]本實用新型采用了 FPGA模塊作為音頻數(shù)據(jù)的調(diào)控核心裝置，F(xiàn)PGA模塊在處理數(shù)據(jù)上具有功耗較低，運行穩(wěn)定的特點，能夠?qū)崟r接收來自輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換而來的音頻數(shù)據(jù)，和調(diào)出存儲模塊中的音頻數(shù)據(jù)，快速實現(xiàn)方言語音信號的存儲和回放，減少數(shù)據(jù)傳輸過程的失真；同時本裝置還將一個低通濾波器和一個高通濾波器組合級聯(lián)來構(gòu)成輸入帶通濾波器和輸出帶通濾波器，根據(jù)方言音頻特征來設定濾波范圍，屏蔽帶通頻率以外的次聲波低頻信號和超聲波高頻信號，保證方言音頻信號不受到環(huán)境噪音的干擾。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為一種基于FPGA的方言保存裝置的模塊示意圖；
[0015]圖2為方言存儲的流程圖；
[0016]圖3為方言播放的路程圖；
[0017]圖4為輸入信號放大器和輸出信號放大器的放大電路圖；
[0018]圖5為輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換電路圖；
[0019]圖6為輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換電路圖。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型提供了一種基于FPGA的方言保存裝置，設計了一種非單片機或DSP的方言保存裝置，該方言保存裝置能夠針對方言進行音頻儲存和播放，聲音效果好，無失真，能夠有效的消除環(huán)境的干擾，同時該裝置功耗較低，運行穩(wěn)定。
[0021]下面將結(jié)合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]參見圖1所示，一種基于FPGA的方言保存裝置，包括語音采集裝置、輸入信號放大器、輸入帶通濾波器、輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、FPGA控制模塊、存儲模塊、輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、輸出帶通濾波器、輸出信號放大器和揚聲器，所述語音采集裝置、輸入信號放大器、輸入帶通濾波器、輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片依次電性連接，所述輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、輸出帶通濾波器、輸出信號放大器和揚聲器依次電性連接，所述FPGA控制模塊進行輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、存儲模塊和輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片之間的數(shù)據(jù)交流和控制，所述輸入信號放大器和輸出信號放大器均采用BH3544芯片，所述輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片包括8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路，所述輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片包括數(shù)據(jù)鎖存器和R-ZR倒T形電阻網(wǎng)絡，所述輸入帶通濾波器和輸出帶通濾波器均是通過將一個低通濾波器和一個高通濾波器組合級聯(lián)，通過多級反饋減少干擾信號。
[0023]所述語音采集裝置為麥克風裝置，所述存儲模塊為SRAM存儲器。
[0024]所述低通濾波器的通過頻段為80-600HZ，所述高通濾波器的通過頻段為160-1200HZ，根據(jù)方言音頻特征來設定濾波范圍，屏蔽帶通頻率以外的次聲波低頻信號和超聲波高頻信號，保證方言音頻信號不受到環(huán)境噪音的干擾。
[0025]參見圖2所示，方言語音采集以麥克風裝置輸入，接受非特定人的說話語音并將語音信號傳送給輸入信號放大器；輸入信號放大器主要是讓微弱的方言音頻信號通過內(nèi)部的放大電路將其放大，能輸出一種得到一個波形相似(不失真)，但幅值卻大很多的方言音頻信號，將放大的方言音頻信號傳送至輸入帶通濾波器；
[0026]輸入帶通濾波器允許通過特定頻段的波段男聲頻率在80 - 600Hz，女聲頻率在160-1200HZ，同時屏蔽帶通頻率以外的次聲波低頻信號和超聲波高頻信號，濾除其中不重要的信息和環(huán)境噪音；
[0027]特定頻率波段的方言音頻信號經(jīng)過輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過8kHz的采樣頻率下采樣、量化形成16位的PCM數(shù)字信號，通過FPGA模塊存儲在存儲介質(zhì)SRAM存儲器中。
[0028]如圖4所示，輸入信號放大器選用BH3544芯片，BH3544芯片內(nèi)設置音頻放大電路，音頻放大電路主要目的是達到本實用新型裝置要求的信號增益，其中IN1，IN2為音頻信號輸入引腳，VCC為3.3V電源，MUTE為靜音腳，OUT 1，0UT2是經(jīng)過音頻放大后的信號的輸出引腳。
[0029]如圖5所示，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片選用DAC0832，其中直接接通使得D10-DI7輸入的數(shù)字信號立即在D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端10UT反應。
[0030]參見圖3所示，F(xiàn)PGA模塊作為系統(tǒng)控制核心，將數(shù)據(jù)從SRAM存儲器中調(diào)出，通過PCM數(shù)字信號的模式進入輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成模擬信號。
[0031]模擬信號再次通過一個輸出帶通濾波器，保證輸出的方言音頻為特定頻段的波段。最后經(jīng)過輸出信號放大器，保證輸出音質(zhì)夠好，聲音夠大，最后方言音頻在揚聲器輸出。
[0032]如圖6所示，數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片選用ADC7524，其中數(shù)字信號D10-DI7接數(shù)據(jù)鎖存器，數(shù)據(jù)鎖存器的輸出端接到R-ZR倒T形電阻網(wǎng)絡，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后由0UT1，0UT2端輸出對應模擬信號。
[0033]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于FPGA的方言保存裝置，其特征在于，包括語音采集裝置、輸入信號放大器、輸入帶通濾波器、輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、FPGA控制模塊、存儲模塊、輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、輸出帶通濾波器、輸出信號放大器和揚聲器，所述語音采集裝置、輸入信號放大器、輸入帶通濾波器、輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片依次電性連接，所述輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、輸出帶通濾波器、輸出信號放大器和揚聲器依次電性連接，所述FPGA控制模塊進行輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、存儲模塊和輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片之間的數(shù)據(jù)交流和控制，所述輸入信號放大器和輸出信號放大器均采用BH3544芯片，所述輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片包括8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路，所述輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片包括數(shù)據(jù)鎖存器和R-ZR倒T形電阻網(wǎng)絡，所述輸入帶通濾波器和輸出帶通濾波器均是通過將一個低通濾波器和一個高通濾波器組合級聯(lián)，通過多級反饋減少干擾信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的方言保存裝置，其特征在于，所述語音采集裝置為麥克風裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的方言保存裝置，其特征在于，所述存儲模塊為SRAM存儲器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的方言保存裝置，其特征在于，所述低通濾波器的通過頻段為80-600HZ，所述高通濾波器的通過頻段為160-1200HZ。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的方言保存裝置，其特征在于，所述輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用DAC0832。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的方言保存裝置，其特征在于，所述輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片采用ADC7524。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于FPGA的方言保存裝置，包括語音采集裝置、輸入信號放大器、輸入帶通濾波器、輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、FPGA控制模塊、存儲模塊、輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、輸出帶通濾波器、輸出信號放大器和揚聲器，所述語音采集裝置、輸入信號放大器、輸入帶通濾波器、輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片依次電性連接，所述輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、輸出帶通濾波器、輸出信號放大器和揚聲器依次電性連接，所述FPGA控制模塊進行輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、存儲模塊和輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片之間的數(shù)據(jù)交流和控制。該方言保存裝置能夠針對方言進行音頻儲存和播放，聲音效果好，無失真，能夠有效的消除環(huán)境的干擾，同時該裝置功耗較低，運行穩(wěn)定。
【IPC分類】G11C7/16
【公開號】CN204991148
【申請?zhí)枴緾N201520741997
【發(fā)明人】楊鴻武, 白祖仕, 甘振業(yè), 郭立釗, 賈浩潔
【申請人】西北師范大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月23日