總體設計
系統主要由語音處理前向通道、A／D轉換、單片機控制兼數據處理、D／A轉換、鍵盤顯示模塊及后向處理通道組成，單片機構成系統的控制中心，用來進行控制功能選擇和結果顯示。CPLD內集成373、138和分頻器。通過前級放大，將微弱的電信號放大到2.5v，中間由射極跟隨器進行隔離，再通過300Hz～3.4kHz的帶通濾波器濾除50Hz的市電影響和高頻噪聲。ADC0809的參考電壓選為+5V，其采集的電壓信號范圍是0～+5V。而語音信號是雙極性的，可正可負(濾波器輸出信號幅值約為土2.5V)，因此，有必要加一直流偏置電壓(約為+2.5V)，使語音信號變為單極性信號(0～+5V)，保證ADC0809采樣有效，同時也保證其具有一定的采樣精度。通過反相加法器將雙極性的電信號轉換為0～+5V的單極性信號。信號通過A／D轉換后進入單片機進行相應處理，然后D／A轉換成模擬信號輸出，后極通過300Hz～3.4kHz的帶通濾波器使之平滑，并用音頻功放放大語音信號后輸出?？傮w框圖如圖1所示。
各模塊設計
前級放大模塊
話筒的輸出阻抗不可忽略，故放大前必須進行隔離，并盡量減小信號輸出阻抗。本電路采用射隨隔離電路。從話筒輸出的電壓峰-峰值約為幾百mV，因此，只需要將信號放大幾倍，使其峰-峰值達到5V左右即可。采用多級放大，減少噪聲干擾。在加法器兩輸入端及ADC輸入端均加上射隨隔離，電路參數設計如圖2所示。
單片機
單片機是系統的控制中心，它主要實現以下的功能：一方面控制LCD顯示語音信號的相關信息，控制按鍵識別和功能選擇；另一方面控制62256的存儲和A／D、D／A轉換，實現語音的存儲和回放。單片機內部的程序流程不在此祥述了。
CPLD
系統中的373、分頻器及138均在CPLD內部實現，這樣可減少芯片的使用，并為以后系統實現功能擴展提供條件。CPLD內部的源程序不在此詳述。
濾波模塊
在設計帶通濾波器時，按品質因數Q的大小，分為窄帶(Q>10)和寬帶(Q<10)兩種情況，若上限頻率為fh，下限頻率為fl，中心頻率為fo，則
濾波器的類型可由下面的公式給出定量計算， 當
時，應采用高通-低通相級聯的方式來實現。根據實際要求，設計300Hz～3.4kHz的帶通濾波器，采用兩級低通級聯、兩級高通級聯來提高Q值，并把低通和高通模塊級聯起來。
低通濾波器的截止頻率設為3.4kHz，根據二階低通濾波器(巴特沃斯響應)設計表設定各元器件參數值為：
級，R1=6.8kΩ，R2取50kΩ的電位器，C=6.8nF，C1=2.2nF；第二級，R1取10kΩ的電位器，R2取20kΩ，C=6.8nF，C1=2.2nF。
高通濾波器的截止頻率設為300Hz，根據二階低通濾波器(巴特沃斯響應)設計表設定各元器件參數值為：
級，R1=3.9kΩ+150Ω，R2取100kΩ的電位器，C1=C2=100nF；第二級，R1取100kΩ的電位器，R2取9.1kΩ，C1=C2=100nF。
根據設計的參數值，用Multisim2001進行模擬，其帶通寬度、截止點和矩形系數都達到了系統要求。
系統實現電路
按上述設計思路，系統采用89C52單片機及EPM7128SLC84-15做主體控制。A／D轉換部分采用ADC0809，其允許時鐘可達1.28MHz，典型時鐘為640kHz，但這樣的時鐘限制了ADC0809的采樣速率，由于所使用的晶振為12MHz，故將單片機的ALE端經CPLD內部二分頻后引入，作為ADC0809的時鐘。
系統調試與測試
采用模擬與數字分離，然后級聯的方法對系統進行調試，先對各模擬電路分別調試，當每個模擬電路都達到設計標準后，將前向輸入部分與后級輸出部分用導線連起來，輸入語音信號，檢查揚聲器是否能輸出正常放大的語音信號。調節各部分放大電路、濾波電路和功率放大電路，使輸出語音清晰。將模擬與數字部分級聯，先用單片機控制由ADC一邊采集、DAC一邊轉換，不經RAM存儲的方式調試，直至經信號采集與轉換后，語音仍能清晰地放出，再調試直接存儲回放的PCM模式。對整個系統的按鍵、顯示及各種語音信號壓縮編碼模式進行調試。
測試儀器
Tektronix TDS 1002雙信道數字示波器，SG173SB3直流穩壓穩流電源，Agilent 33120A信號發生器，FLUKE17B型4位數字萬用表。
濾波模塊的調試
觀測濾波器的截止頻率fc及放大倍數Av，測得fc不滿足設計要求，對電路進行分析和調整。根據二階RC濾波器的性能參數表達式
，可得
其中，Q為濾波器的品質因數，Q值越大，濾波器的衰減速率越大，濾波效果越好，但Q值變大的同時會使幅頻特性曲線在即將衰減的區域上升，通常情況下取Q=0.707，所以，要改變截止頻率的大小，只需適當調整R的值。通過調節電位器的大小來調節網絡的濾波特性。
指標測試
帶通濾波模塊的幅頻特性參數如表1和表2所示。
語音存儲回放效果測試
分別對C51和CPLD的軟件調試和仿真，分別換用不同的編碼方式，各種編碼方式的終放音效果記錄如表3所示。
總結及注意點
1.由于在PCM編碼及DPCM編碼模式下都要采用8kHz的采樣率，所以，每次壓縮中斷服務程序必須在不超過125μs的時間內完成，因此，壓縮錄音處理程序的代碼必須進行可能的優化，以減少程序執行時間，以免采樣和數據處理或信息顯示發生沖突，也可避免在中斷采樣時造成采樣點的丟失。
2.在選擇ADC0809的時鐘時，經典選擇是640kHz左右，初選擇將單片機的ALE端四分頻后作為ADC0809的時鐘信號，但發現雖然語音信號能正常采集，但卻影響了LCD的輸出顯示。將ALE改為二分頻后(用1M觸發)作為ADC0809的時鐘信號，問題得到解決。