基于FPGA的音頻交換混合矩陣設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)是近年來國內(nèi)外通信行業(yè)研究的一個(gè)新興課題，其中的核心技術(shù)是音頻交換系統(tǒng)的構(gòu)建，國內(nèi)外各通信研究機(jī)構(gòu)、產(chǎn)品制造商都已著手進(jìn)行相關(guān)研究。該領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)具有極高的社會作用與市場前景。目前，應(yīng)急通信指揮的常用指揮方式以語音指揮為主，應(yīng)急通信系統(tǒng)的建設(shè)也是以音頻交換設(shè)備為核心，搭配各種通信設(shè)備組成。本文針對應(yīng)急通信指揮系統(tǒng)對音頻交換混合設(shè)備的需求，展開理論研究與方案設(shè)計(jì)。
　　 本文介紹了交換原理，給出了交換系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模

2、型，并分析了現(xiàn)有交換技術(shù)的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，基于應(yīng)急通信系統(tǒng)的音頻交換需求，本文提出了一種基于FPGA的音頻交換混合矩陣的設(shè)計(jì)方案及其數(shù)學(xué)模型，并完成了軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該方案采用中心式交換技術(shù)，利用音量控制芯片、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)換及音量控制芯片及FPGA芯片等集成電路構(gòu)建音頻交換混合矩陣。其中，F(xiàn)PGA內(nèi)部分為串/并轉(zhuǎn)換、交換矩陣、混合、并/串轉(zhuǎn)換、矩陣控制和時(shí)鐘模塊，使用Verilog HDL語言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。文中還闡述了交換混合矩

3、陣設(shè)計(jì)的仿真及測試方案。仿真使用QuartusⅡ軟件，對FPGA內(nèi)部各功能模塊和整體設(shè)計(jì)分別進(jìn)行仿真與分析，實(shí)物測試將交換混合矩陣實(shí)物接入各種輸入輸出設(shè)備，進(jìn)行功能及指標(biāo)測試。系統(tǒng)測試結(jié)果表明，基于FPGA的音頻交換混合矩陣各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　 本文所闡述的方案可適用于中小型應(yīng)急通信指揮系統(tǒng)、指揮所會議室、廣播站等，具有輸入輸出延時(shí)低、信噪比高、信道間隔離度高等特點(diǎn)。目前已在國內(nèi)多個(gè)省市的人防、公安、氣象、地震應(yīng)急指