CP1306是啟攀微電子(上海)有限公司自行設計開發(fā)的一款單路全雙工PCM/ADPCM語音編解碼芯片，支持模擬語音信號到數字的PCM或者ADPCM編碼之間的變換。在工作模式下，芯片的工作電流僅有8mA。同時，CP1306具有待機功能，在待機狀態(tài)下，芯片僅消耗0.01mA的電流，非常適合以電池為電源的終端設備的應用。

芯片特性和原理

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圖1：CP1306的內部框圖。(點擊放大圖)

CP1306具有如下一些主要特性：工作電壓2.7V到3.6V；主時鐘頻率10.368MHz；全雙工的發(fā)送/接收工作方式；帶16位Σ-Δ ADC和DAC；自主知識產權的專有DSP內核技術實現采樣率變換和編解碼功能；支持64kbps的G.711(μ律)PCM和32kbps的G.726 ADPCM編碼方式；衰減可調的側音環(huán)路；數字可編程的發(fā)送增益和接收增益設置，范圍是-6dB~+8dB；帶有串行的SPI接口，可方便地用外部MCU對該芯片內部的工作寄存器進行設置；采用SSOP30封裝。

過采樣技術和DSP內核技術是CP1306鮮明的技術特色。CP1306采用了過采樣的ADC和DAC技術，在10.368MHz的主時鐘頻率下，芯片內部對輸入的模擬信號以1.152MHz的頻率進行采樣，經過2階的∑-△調制器調制后產生1比特的數字信號，送到芯片內部的DSP 內核單元，由DSP內核進行降采樣，把采樣率逐級下降到8kHz。同時64kbps的PCM信號到32kbps的ADPCM信號的轉換也由DSP內核實現，對于輸入的32kbps ADPCM信號，由DSP內核負責把它轉換成64kbps的PCM信號。對PCM信號進行線性化處理后，采樣率升高到1.152MHz，用數字2階Σ-Δ調制器產生1比特的數字信號，經過模擬的2階低通濾波器后輸出。

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CLASS="maintext"> 圖2：CP1306的典型應用電路圖。

通常在傳統(tǒng)的PCM編解碼芯片中，在AD方向，語音信號進入PCM編碼器之前，需要經過一個300Hz~3,400Hz的高階模擬帶通濾波器，濾除語音信號中的高頻分量和50Hz/60Hz的工頻干擾，以防止在以8kHz的頻率進行采樣時，發(fā)生頻譜混疊現象；同樣，在DA方向，也需要一個高階的模擬低通濾波器，把DA變換產生的高頻鏡像頻譜濾除。而通過應用過采樣技術后，就可以把這些濾波器移到DSP中實現，使得模擬前端的電路結構變得更加簡單。

同時，在模擬語音信號到數字的ADPCM信號的轉換過程中，一般是使用一塊PCM編解碼芯片完成模擬語音信號和PCM信號之間的變換，然后再利用一個PCM到ADPCM轉換的芯片。而CP1306利用了自行設計的過采樣AD/DA技術和專有的DSP內核技術，把兩種功能有機地融合在一起，可以直接實現模擬語音信號和ADPCM數字信號之間的轉換，這樣就提高了系統(tǒng)的集成度，降低了系統(tǒng)的成本。

典型應用

圖2是CP1306的典型應用電路：電阻R1和R2的比值可以用來設置發(fā)送方向的增益，PCMSO和PCMSI引腳短接，PCMRO和PCMRI短接，這樣構成了模擬語音到ADPCM編解碼的一個完整的通路。MCU接口只有CSN(片選)、DCLK(數據時鐘)、DIN(數據輸入)、DOUT(數據輸出)四根線，非常簡單。通過MCU接口，可以設置發(fā)送方向和接收方向的增益、側音的衰減、發(fā)送或者接收的關斷、高通濾波器(濾除50/60Hz的工頻干擾)的使能等等。在簡單應用情況下，也可以不使用MCU接口，只利用RESETN來控制芯片進入工作或者待機狀態(tài)。

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CLASS="maintext"> 圖3：CP1306在QBOX設備中的應用框圖。

PCM和ADPCM數據的時鐘采用BCLK，BCLK的時鐘速率可以由64kHz到2MHz可選。SYNC是幀同步信號，它同時也決定了芯片內部ADC和DAC的信號采樣頻率，芯片內部工作的時鐘由MCLK輸入，MCLK和幀同步信號F_SYNCC保持一定的比例關系：

F _MCLK =F_SYNC×1,296

在SYNC的時鐘頻率為8kHz時，MCLK時鐘頻率為10.368MHz。

在應用中，可以用一個時鐘源分頻產生BCLK、SYNC和MCLK，這樣可確保MCLK和SYNC的1,296倍關系，當然也可以分別產生它們。

CP1306可以應用在無線便攜產品上，例如無繩電話。CP1306的工作電流僅有8mA，在待機時工作電流只有0.01mA，非常適合以電池為電源的終端設備。

目前，中國國內的小靈通市場新推出一種QBOX解決方案，這是一種解決小靈通通話質量和覆蓋范圍的變通解決方案。小靈通通過QBOX和固話捆綁在一起。從外表看，QBOX和傳統(tǒng)的電話沒有什么區(qū)別，當用戶開通“靈通伴侶”業(yè)務后，就可以把小靈通手機注冊到QBOX上，這樣小靈通就作為固話的無繩電話使用。目前，這種QBOX方案已經在國內開始推廣，QBOX設備主流供應商在方案中已經使用了CP1306芯片。

作者：孫洪軍