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摘 要: W681310是WinBond新推出的低电压单通道的语音编解码（CODEC）芯片， 用于PCM系统中模拟语音信号的数字化和重构。文中介绍了W681310的内部结构及其工作原理，并给出了W681310在移动终端中的应用电路。
关键字:PCM；CODEC；移动终端；W681310
概述
W681310是WinBond公司新推出的低电压单通道的语音编解码（CODEC）芯片。W681310用于PCM系统中模拟语音信号的数字化和重构，采用3V单电源供电，提供SOG（SOP）和SSOP两种封装方式。
W681310芯片内部有片上精确的电压参考和300 负载能力的功率推拉式的功率放大器。模拟电路部分采用全差动的形式，降低噪音和提高电源反射率。数据传输协议支持长帧和短帧同步通信，同时也支持ISDN应用中IDL和GCI通信。芯片能接受从256kHz到4.800MHz的八种工作时钟的输入，内部能自动分频为合适的工作频率。W681310兼容ITU的G.712标准的要求，并包含兼容ITU的G.711标准的A律和Mu律的压扩器，可以通过引脚选择压扩器。
图1 引脚图（略）
功能描述
如图2所示，芯片由PCM接口、兼容G.711和G.712标准的CODEC、时钟管理单元以及电源管理单元组成。PCM接口处理PCM应用中的长、短帧同步格式以及ISDN应用中的GDI和IDL格式的数字信号。CODEC实现模拟语音信号的数字化和重构，其方框图如图3所示。时钟管理单元能自动识别输入时钟并产生内部使用的256kHz和8kHz的内部时钟。芯片采用单电源供电，由电源管理单元产生内部使用的数字部分的电源供给和模拟部分的电源供给，同时由电压参考电路产生精确的内部模拟电路参考地。
图2 W681310的功能模块方框图
CODEC
CODEC实现模拟语音信号的数字化和重构,是芯片的主要组成部分。如图3所示，CODEC包含传输和接受两个通道，对应模拟语音信号的数字化和重构两个过程。
图3 CODEC的方框图（略）
CODEC的传输部分提供了外部可配置的片上运算放大器。运算放大器的输出经过兼容G.712标准的语音带通的滤波器后，进入AD转换器数字化，并根据"Mu/A-Law"引脚的设置，选择压扩器，最后输出到PCM接口。
CODEC的接收部分从PCM接口获得数据，进行DA转换，然后经过平滑低通滤波器输出。为了提高驱动能力，CODEC还另外提供了独立的功率差动放大器。
PCM接口
PCM接口由引脚BCLKR、FSR、BCLKT和FST控制，数据从PCMR输入，由PCMT输出。编解码芯片的数据传输协议支持长帧和短帧同步通信，同时也支持ISDN应用中IDL和GCI通信，这些模式通过引脚BCLKR和FSR来选择，如表2所示。图4到图5是PCM接口的长帧同步模式和短帧同步模式的时序图。
图4 长帧同步模式（收发采用独立的时钟）（略）
图5 短帧同步模式（收发采用独立的时钟）（略）
只要引脚BCLKR或 BCLKRT输入64kHz到4.8MHz 的时钟信号，FSR或 FST接收8kHz 的帧同步信号，PCM接口就工作在长帧同步模式和短帧同步模式。如图4和图5所示，这两种模式的区别在于帧同步脉冲持续时间不同：长帧同步模式的帧同步脉冲持续至少两个位时钟（BCLKR或BCLKT）；而在短帧同步模式中，帧同步脉冲只保持一个位时钟（BCLKR或BCLKT）。系统会自动识别长帧同步模式和短帧同步模式。
当BCLKR接VDD时PCM接口工作在IDL模式下，通道通过FSR选择。
当BCLKR接VSS时PCM接口工作在GDI模式下，通道通过FSR选择。
电源管理
芯片采用单电源供电，输入电压的范围在2.7V~5.25V。引脚VDD必须对地接0.1 F的陶瓷去耦电容。芯片内部的电源管理模块产生模拟电路和数字电路的电源供给，同时通过电压参考电路提供模拟信号处理用的模拟地参考电压。引脚VAG就是模拟地参考电压的输出，VAG必须对地接0.1
F的陶瓷去耦电容。引脚VREF是模拟地参考电压的盘路，只能对地接0.1 F的陶瓷去耦电容。
芯片在移动终端的应用
W681310的低功耗，小型化的封装形式非常适合于移动终端的应用。图6是W681310在移动终端语音编解码模块中的应用框图。
图6 W681310在移动终端中的应用图框（略）
图7是芯片在移动终端语音编解码模块中的应用电路。芯片需要的8kHz帧同步和2.048MHz工作时钟由DSP提供，并通过PCMIN和PCMOUT和DSP交换PCM数据。同时，DSP通过PUI引脚控制芯片的工作，只有需要通话的时候，才将PUI置高电平，以降低芯片的功耗。
图7 W681310在移动终端中的应用电路（略）
结束语
W681310已经在"手持多媒体终端"项目使用，能满足整个系统的要求，而且芯片的价格比较低，是一款值得推荐的PCM语音编解码芯片。
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