基于FM1083的免提通信产品系统设计

小型免提系统

做为小型一体化免提系统，其特点是线路简单、功能通用、携带方便，整个系统只占80mm×55mm的空间。系统以FM1083和CSR MBT-4107蓝牙模块为核心，内置600mA锂电池和USB 200mA充电电路，典型应用如图2所示。



整个系统有5种工作模式：关机、省电、模拟免提、USB免提和蓝牙免提。对于不同的语音信号接口，需要三组参数去控制FM1083，使其工作在最佳状态。蓝牙模块通过UART口与FM1083通信，对系统工作模式进行检测和参数控制。系统的缺省工作方式是省电模式，当USB电缆插入时，蓝牙模块检测到USB_IN信号，唤醒并送USB参数给FM1083，FM1083在USB配置完成后输出控制信号，使电池充电电路工作，并且切断电池供电，系统使用USB电源，进入USB免提工作模式。模拟信号插头插入J1，蓝牙模块检测到ANA_IN信号，唤醒并送模拟工作参数给FM1083，系统进入模拟免提工作模式。蓝牙模块工作时，首先要和其他蓝牙设备配对，当蓝牙手机来电或打电话时自动与免提系统连接。

系统采用内置电池或USB供电，充电电流为200mA，具有充电指示、充满指示、蓝牙低压检测，在电池电压过低时(小于3.3V)，系统告警并自动进入省电模式。在蓝牙模式工作时，总电流小于100mA，1个600mAH的锂电池可以通话6小时，省电模式的电流为3～5mA，可以待机120小时。

参数ft_flag(地址是0x1E46)可以设定FM1083与MBT-4107的音频数据接口的数据编解码格式。例如设定ft_flag为0135时是13位零位填充PCM，ft_flag为0075时是16位线性PCM。其中16位线性PCM或13位零位填充PCM适用于蓝牙接口，13位零位填充PCM是惟一能通过蓝牙免提模式控制音量的格式，低3位用于控制音量。在从模式下，FM1083支持短帧和长帧，在主模式下支持短帧。根据帧信号和数据的时序，可设定零时钟延迟和1个时钟延迟，如图3所示。



FM1083通过UART接口与MBT-4107蓝牙模块交换控制命令，通过UART接口，蓝牙模块可以读FM1083寄存器的值，也可以在不同的工作模式时送相应参数给FM1083。其接口协议框图如图4所示，数据包由一个开始状态、8位数据和一个停止状态组成。由于需要USB应用，所以采用13MHz的晶振，支持9600bps、19200bps和38400bps的波特率。其读写命令有5种类型：存储器写、存储器读、短寄存器写、长寄存器写和寄存器读，如表1所示。



在每个UART接口命令前必须加同步字FCF3，并且注意区分存储器读和寄存器读，存储器读仅是将存储器的内容读到寄存器0X25和0X26，还需要读寄存器，然后才将数据送到UART接口。下面举例说明具体的读写操作。

(1)存储器读

FC F3 37 1E 34；37是存储器命令字，1E 34是存储器地址，尽管发出一个读命令给FM1083，但是UART口并没有输出。

(2) 存储器写传输

FC F3 3B 1E 34 32 23：FCF3是同步字，3B是存储器写命令字，1E 34是存储器地址，这条指令把值32 23送到地址1E 34

(3)短寄存器写

FC F3 68 2C 00：FCF3是同步字，68是短寄存器写命令字，2C是寄存器地址，这条指令把值00送到寄存器2C。

(4)长寄存器写

FC F3 6A 2A 00 00：6A是长寄存器写命令字，2A是寄存器地址，这条指令把值0000送到寄存器2A。

(5)寄存器读

FC F3 60 25：FCF3是同步字，60是寄存器读命令字，这条指令把寄存器25内的8位数据从UART口输出。

(6)读出存储器1E34的内容

FC F3 37 1E 34：此时1E 34内的值被传输到IDMA数据寄存器。

FC F3 60 26：存储器1E 34内容的高有效位字节从UART口输出。

FC F3 60 25：存储器1E 34内容的低有效位字节从UART口输出。

由于采用两个麦克风，而且比较理想的情况下参考麦克风拾取的回声将比信号大20～30dB，而且如果模壳设计不好，回声可能会更大，FM1083麦克风输入信号的最大峰峰值是0.7Vp-p(单端输入)和1.4Vp-p(差分输入)，所以麦克风的选择很重要，灵敏度不可以太高或太低。灵敏度太高的话，在大回声时麦克风可能已经饱和，灵敏度太低则信噪比会下降，建议采用灵敏度为-44～47dB的麦克风。而且，整个处理通路不能有饱和现象，必须根据麦克风的信号幅度设置麦克风可编程增益放大器的增益和麦克风的音量等参数，否则回声将很难消除干净。FM1083线路输入的动态范围是0.7Vp-p，所以输入信号太大应该衰减，并且根据输入信号设置线路输入可编程增益放大器的增益，回声消除参考增益，使信号不饱和。线路输出的最大幅度为1.4Vp-p，如果不能满足幅度要求，就要增加放大器。FM1083可以输出300mW的功率，驱动4Ω的扬声器负载，也可以不用内置D类功放，通过外加功放来满足相应的输出功率要求，此时，可以设置参数关掉内置功放，输出阻抗大于600Ω，最大差分输出为2.8Vp-p。

针对基于FM1083的免提系统，FMTuner1083参数调整软件可以很方便地调整各个参数，并且计算系统各部分的信号大小，提供参数模板和EEPROM编程，系统测试时可以采用富迪科技AMBIN录音分析系统。