语音采集与回放系统摘要：本系统基本实现了语音信号的采集与回放其主要结构由语音前级处理通道、MSP430F449单片机控制兼数据处理模块、D/A转换模块、键盘模块和后级处理通道组成，实现了语音的采集与回放功能关键词：MSP430F449 D/A LM386目录一、方案设计与选择 1（一）语音采集 11.信号放大 12.前级滤波 13.数据采入 14.数据压缩编码方式 1（二）语音回放 11.输出已压缩语音 12.后级滤波 13.音频功放 1二、系统各模块具体设计 1（一）整体框图 1（二）各模块具体分析 11.前级通道 1（1）麦克风电路 1（2）射极跟随器 1（3）前级放大器 1（4）前级滤波器 1（5）加法器 12.中央处理模块 1（1）A/D采样 1（2）D/A转换 1（3）单片机控制兼数据处理模块 13.后级通道 1（1）后级滤波器 1（2）后级放大器 1三、系统调试 1一、方案设计与选择语音采集与回放系统应具有两个最基本的功能：完整的采集原音信号和回放语音采集信号主要由前级通道和MSP430 片内A/D实现：前级通道将语音信号放大，滤波，然后送给A/D采样；继而CPU写入数据并压缩储存；语音回放主要是将前级采集的信号解压缩，并通过D/A转换和后级通道处理还原语音信号。
一）语音采集1.信号放大因为话筒采集的声音信号极为弱小，麦克风的输出信号的峰-峰值在100mV左右，所以在A/D采集之前要对小信号进行放大在麦克风与放大器之间接入一个由HA17741构成的射极跟随器，以实现阻抗的变换与隔离放大器采用两级反向放大器，前级粗调，后级细调2.前级滤波由于人声的频率范围大概是300Hz~3.4kHz，为了尽可能减少输出时的杂音，使系统经存储后回放出来的声音尽量地清晰并且不失真，需要对采集进来的信号进行滤波滤波要求通频带内平外陡巴特沃斯滤波器通频带较为平坦，而采用多阶滤波可提高陡度方案一：直接使用带通滤波器虽然可以简化电路，但是对滤波器的品质因素Q的要求很高，会加大调试电路的难度方案二：使用两级低通滤波与两级高通滤波串联以实现带通滤波的功能，本方法易实现，控制简单，可以达到很好的滤波效果所以采用4阶巴特沃斯低通和4阶巴特沃斯高通级联，效果挺好通过以上的比较，选用方案二来实现滤波功能，另外，由于另有放大电路，因此滤波器模块增益Av=1，便于焊接以及检查3.数据采入4.数据压缩编码方式采用常用的三种语音编码方式：脉码调制PCM（Pulse Code Modulation），差值脉码编码DPCM，插值压缩IV。
二）语音回放1.输出已压缩语音D/A转换器的作用是将存储的数字语音信号转换为模拟语音信号，由于一般的D/A转换器都能达到1μS的转换速率，足够满足要求，故我们在此选用了通用D/A转换器DAC0832作D/A转换处理2.后级滤波与前级滤波方案一致3.音频功放人耳听到的语音功率不大，故选择常用的集成功放芯片LM386来驱动0.5W的扬声器二、系统各模块具体设计（一）整体框图系统组成及原理框图如图1－1所示麦克风射极跟随器前级放大器高通滤波器加法器MSP430F449单片机低通滤波器键盘低通滤波器扬声器高通滤波器D/A转换后级放大器（系统组成及原理框图 1－1）（二）各模块具体分析1.前级通道前级通道由麦克风、射极跟随器、前级放大器、前级滤波器和加法器组成1）麦克风电路话筒在受到声音振动后，其电阻随声音信号的变化发生大小变化根据话筒采集语音的原理，在话筒与标准电压之间接一47KΩ限流分压的电阻通过10uF耦合电容将话筒分得的变化电压信号传递给初级同相放大器，输出信号作为下一模块的输入信号麦克风电路如图（1－2）（麦克风电路 1－2）话10k滑阻和拾音器串联 接5v电压 通过由100nf电容和200欧姆电阻组成的滤波接到射极跟随。
2）射极跟随器麦克风采集的信号极为弱小，且麦克风输出阻抗不可忽略，故放大前必须进行隔离，并尽量减小信号输出阻抗运用电压跟随器的输入阻抗很高、输出阻抗很小这个特点，这里作为多级放大器的第一级，起隔离和缓冲的作用射极跟随器如图（1－3）（射极跟随器 1－3）（3）前级放大器放大器采用多级信号放大器级连，其中AV=-RF/R1总增益AV0= AV1* AV2=0.1~50*100，两级放大均增益可调，其中第一级放大倍数较小以保证信号不会被失真放大放大器具体电路如图（1－4）（放大器 1－4）（4）前级滤波器选择巴特沃斯滤波器，4阶低通滤波器级联4阶高通滤波器，具体电路见图如图（1－5）前级放大器 1－5）（5）加法器滤波器输出语音信号为双极性信号，电压幅值约±2.5V，而A/D采集信号的范围为0-5V，因此在采集信号前需要叠加一直流偏置电平，使信号满足采样要求2.中央处理模块中央处理模块由A/D采样、D/A转换、单片机控制兼数据处理模块组成1）A/D采样A/D芯片选择MSP430F449片内12位AD芯片2）D/A转换D/A选用0832，方便控制，速度适中，性能良好3）单片机控制兼数据处理模块单片机控制兼数据处理模块采用MSP430处理器构成单片机最小系统，通过键盘选择如下几种3.后级通道 后级通道由后级滤波器、频率校正滤波器和后级放大器组成。
1）后级滤波器复制前级滤波器2）后级放大器后级放大主要是功率放大，但是如果对功率放大太多就可能产生很大的噪声，故先进行信号放大再进行功率放大后级信号放大器沿用前级放大器的设计，增益AV0=0.1~5*10，增益可调电功率放大电路由集成功率放大芯片LM386及外围电路构成，调节输入端的电位器可以使输入信号峰峰值在芯片规定范围内1脚和8脚之间的电路可以在20-200范围内对增益进行调节5引脚处10Ω的电阻和0.047uF的电容串联构成矫正网络用来进行相位补偿7引脚处的10uF的电容为旁路电容6引脚处的0.1uF的电容去耦电容，滤掉电源的高频交流成分功率放大电路如图（1－7）（功率放大电路 1－7）三、系统调试。