實(shí)驗(yàn)三--雙音多頻接收發(fā)送實(shí)驗(yàn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)三 雙音多頻接收發(fā)送實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解電話號(hào)碼雙音多頻信號(hào)在程控交換系統(tǒng)中的發(fā)送和接收方法。2、 熟悉該電路的組成及工作過(guò)程。二、預(yù)習(xí)要求認(rèn)真預(yù)習(xí)有關(guān)雙音多頻等相關(guān)內(nèi)容。三、實(shí)驗(yàn)儀器儀表1、程控交換系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)2、電話單機(jī)一臺(tái)4、20MHz示波器一臺(tái)5、萬(wàn)用表一臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)電路工作過(guò)程在做雙音多頻接收實(shí)驗(yàn)之前，很有必要對(duì)雙音多頻的發(fā)送和脈沖撥號(hào)及其工作過(guò)程作一簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)脈沖撥號(hào)方式作一簡(jiǎn)要比較。（一）雙音多頻撥號(hào)和脈沖撥號(hào)簡(jiǎn)單介紹在電話單機(jī)中，有兩種撥號(hào)方式，即脈沖撥號(hào)和雙音多頻撥號(hào)。雙音多頻，簡(jiǎn)寫(xiě)DTMF（Dual Tone Multi_freque

2、ncy）。雙音多頻撥號(hào)方式中的雙音多頻是指用兩個(gè)特定的單音頻信號(hào)的組合來(lái)代表數(shù)字或功能，兩個(gè)單音頻的頻率不同，所代表的數(shù)字和功能也不同，在雙音多頻電話機(jī)中有16個(gè)按鍵，其中有10數(shù)字鍵09，6個(gè)功能鍵*，#、A、B、C、D，按照組合的原理，它必須有8種不同的單音頻信號(hào)，由于采用的頻率有8種，故又稱之為多頻，又因以8種頻率中任意抽出2種進(jìn)行組合，又稱其為8中取2的編碼方法。根據(jù)CCITT的建議，國(guó)際上采用697Hz、770Hz、852 Hz、941 Hz、1209 Hz、1336 Hz、1477 Hz和1633 Hz，把這8種頻率分成兩上群，即高頻群和低頻群，從高頻群和低頻群中任意各抽出一種頻率

3、進(jìn)行組合，共有16種不同組合，代表16種不同數(shù)字或功能，見(jiàn)表3-1 表3-1高頻數(shù)字低頻1209133614471633697123A770456B852789C941*0#D表中*、#鍵作特殊功能用（如閉音、重發(fā)）等，A、B、C、D留作它用，例如撥數(shù)字號(hào)碼“8”，則發(fā)雙音多頻信號(hào)頻率為fH=1336 Hz、fL=852 Hz。（二）DTMF發(fā)送原理及電路DTMF發(fā)送器的原理與構(gòu)成如圖3-1所示，它主要包括：（1） 晶體振蕩器一外接晶體（通常采用3.5795MHz）與片內(nèi)電路構(gòu)成振蕩器，經(jīng)分頻產(chǎn)生參考信號(hào)。（2） 鍵控可變時(shí)鐘產(chǎn)生電路，它是一種可控分頻比的分頻器，通常由n級(jí)移位寄存器與鍵控反饋

4、邏輯單元組成。（3） 正弦波產(chǎn)生電路，一般由正弦波編碼器與D/A變換器構(gòu)成，通常，可變速時(shí)鐘信號(hào)先經(jīng)5位移位寄存器，產(chǎn)生一組5位移位代碼再由可編程邏輯陣列（PLA）將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼，加到D/A變換器形成臺(tái)階型正弦波。顯然臺(tái)階的寬度等于時(shí)鐘頻率的倒數(shù)，這樣形成的正弦波信號(hào)頻率必然對(duì)應(yīng)于時(shí)鐘的速率和按鍵的號(hào)碼。（4） 混合電路，將鍵盤(pán)所對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的行、列正弦波信號(hào)（即低、高群fL、fH）相加、混合成雙音信號(hào)輸出。（5） 附加功能單元，如有時(shí)含有單音抑制，輸出控制（禁止）、雙鍵同按無(wú)輸出等控制電路。圖3-1 雙音多頻發(fā)送電路原理框圖DTMF發(fā)送器按輸入控制方式可分為鍵盤(pán)行列控制和BCD接口控制兩種

5、。它們的控制部分真值表分別示于表3-2、表3-3。表3-2 鍵盤(pán)控制接口功能真值表輸入行列R1R2R3R4C1C2C3C4發(fā)送頻率fL（Hz）697770852941fH（Hz）1209133614771633脈沖撥號(hào)方式是按一定的斷續(xù)比和速率來(lái)斷、續(xù)電話線的環(huán)路而發(fā)出脈沖的。目前，脈沖撥號(hào)與雙音多頻撥號(hào)相比，它有如下缺點(diǎn)：（1）撥號(hào)速度慢例如：撥打電話號(hào)碼，它所用的時(shí)間為：（5+9+10+8+5+10）×100+800×5=8700ms=8.7s如果電話號(hào)碼越長(zhǎng)，所用的時(shí)間越長(zhǎng)，占用交換機(jī)的時(shí)間也長(zhǎng)，這就使程控交換機(jī)接續(xù)速度快的優(yōu)點(diǎn)得不到發(fā)揮，從而影響了交換機(jī)的接通率。（

6、2）脈沖信號(hào)在線路傳輸中容易產(chǎn)生波形畸變，可能產(chǎn)生錯(cuò)號(hào)。（3）脈沖信號(hào)的幅度較容易產(chǎn)生線間干擾。表3-3 BCD碼控制接口功能真值表簽于上述原因，在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中就不安排脈沖撥號(hào)實(shí)驗(yàn)了，而雙多音頻電話機(jī)是用兩個(gè)單音頻來(lái)代表一個(gè)數(shù)字，因此，采用音頻信號(hào)傳送的速度快，它發(fā)送的每位號(hào)碼所用的時(shí)間都是相同的，它的發(fā)號(hào)速度主要取決于打電話者的撥號(hào)速度?，F(xiàn)在還以撥打電話號(hào)碼為例，在雙音多頻方式下，看需要多少時(shí)間，注意單頻持續(xù)時(shí)間為120ms，位間隔為108ms，則120×6+108×5=1260ms=1.26s可見(jiàn)，脈沖撥號(hào)所用的時(shí)間是雙音多頻撥號(hào)的此外，采用雙音多頻信號(hào)，可以提高電路的

7、抗干擾能力，減少交換機(jī)的連續(xù)差錯(cuò)，從而提高交換機(jī)的接通率。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，發(fā)送芯片采用的是Mitel公司的MT8888CE，該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-3所示，管腳分配圖如圖3-4所示，電路原理圖如圖3-8所示。鑒于多方面的原因，在雙音多頻發(fā)送電路輸入控制上，采用的是BCD接口控制方式。（三）雙音多頻接收電路DTMF接收器包括DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器，其基本原理如圖3-2所示。圖3-2 典型DTMF接收器原理框圖DTMF接收器先經(jīng)高、低群帶通濾波器進(jìn)行fL/fH區(qū)分，然后過(guò)零檢測(cè)、比較，得到相應(yīng)于DTMF的兩路FL、FH信號(hào)輸出。該兩路信號(hào)經(jīng)譯碼、鎖存、緩沖，恢復(fù)成對(duì)應(yīng)于16種DTMF信號(hào)

8、音對(duì)的4比特二進(jìn)制碼（D1D4）。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電路中，DTMF接收器采用的是MT8888CE芯片。圖3-3是該芯片的邏輯功能框圖，圖3-4是該芯片的管腳排列圖。1、該電路的基本特性（1） 提供DTMF信號(hào)分離濾波和譯碼功能，輸出相應(yīng)16種DTMF頻組合的4位并行二進(jìn)制碼。（2） 可外接3.5795MHZ晶體，與內(nèi)含振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號(hào)。（3） 具有抑制撥號(hào)音和模擬信號(hào)輸入增益可調(diào)的能力。（4） 二進(jìn)制碼為三態(tài)輸出。（5） 提供基準(zhǔn)電壓（VDD2）輸出。（6） 電源 +5V（7） 功耗 15mW（8） 工藝 CMOS（9） 封裝 20引線雙列直插圖3-3 MT8888CE內(nèi)部功能方框圖圖3-4

9、 MT8888CE管腳排列2、管腳簡(jiǎn)要說(shuō)明引出端符號(hào)說(shuō)明管腳功能IN+，IN-運(yùn)放同、反相輸入端，模擬信號(hào)或DTMF信號(hào)從此端輸入。GS運(yùn)放輸出端，外接反饋電阻呆調(diào)節(jié)輸入放大器的增益。VREF基準(zhǔn)電壓輸出。VSS接地。OSC1，OSC2 振蕩器輸入、輸出端，兩端外接3.5795MHz晶體。TONE內(nèi)部DTMF發(fā)送器輸出/WR微處理器寫(xiě)信號(hào)輸入，TTL電平/CS片選信號(hào)輸入，低電平有效RS0內(nèi)部寄存器選擇輸入/RD微處理器讀信號(hào)輸入，TTL電平/IRQ/CP中斷請(qǐng)求/呼叫進(jìn)行。在中斷模式，有中斷時(shí)輸出低電平D0D3微處理器數(shù)據(jù)總線（雙向），TTL電平ESt先期檢測(cè)輸出，檢測(cè)到有效的音頻信號(hào)時(shí)輸出

10、高電平St/Gt雙向I/O口VDD電源輸入，+5V3、電路的基本工作原理它完成典型DTMF接收器的主要功能；輸入信號(hào)的高，低頻組帶通濾波、限幅、頻率檢測(cè)與確認(rèn)、譯碼、鎖存與緩沖輸出及振蕩，監(jiān)測(cè)等，具體說(shuō)來(lái)，就是DTMF信號(hào)從芯片的輸入端輸入，經(jīng)過(guò)輸入運(yùn)放和撥號(hào)音抑制濾波器進(jìn)行濾波后，分兩路分別進(jìn)入高，低頻組濾波器以分離檢測(cè)出高、低頻組合信號(hào)。如果高、低頻組信號(hào)同時(shí)被檢測(cè)出來(lái)，便在ESt輸出高電平作為有效檢測(cè)DTMF信號(hào)的標(biāo)志；如果DTMF信號(hào)消失，則ESt即返至低電平，與此同時(shí)ESt通過(guò)外接R向C充電，得到St，Gt。（通常此兩端相短接）積分波形，如圖3-4示，若經(jīng)tGTP延時(shí)后，St，Gt電

11、壓高于門(mén)了限值VTst時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)部標(biāo)志，這樣，該電路在出現(xiàn)ESt標(biāo)志時(shí)，將證實(shí)后的兩單音送往譯碼器 ，變成4比特碼字并送到輸出鎖存器，而St標(biāo)志出現(xiàn)時(shí)，則該碼字送到三態(tài)輸出端D0D3。另外，St信號(hào)經(jīng)形成和延時(shí)，從/IRQ端輸出，提供一選通脈沖，表明該碼字已被接收和輸出已被更新，如若積分電壓降到門(mén)限VTst以下，使/IRQ也回到低電平。圖3-5是它的工作時(shí)序波形圖，圖3-6是MT8888CE分離帶通濾波器特性頻譜圖。圖3-5 MT8888CE接收時(shí)序圖圖3-6 頻譜圖圖3-7是DTMF電路原理圖，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的MT8888CE的DTMF信號(hào)輸入腳通過(guò)一個(gè)電阻電容后與空份模塊中的MT8816腳相

12、連，用戶1、2、3、4撥號(hào)后信號(hào)通過(guò)AX1、AX2、AX3、AX4到達(dá)MT8816，通過(guò)控制系統(tǒng)編程使一路用戶的撥號(hào)信號(hào)到達(dá)MT8888CE。MT8888CE的TONE輸出腳也與MT8816一個(gè)腳相連，可以通過(guò)CPU向MT8888CE的地址中寫(xiě)數(shù)字并通過(guò)MT8816使產(chǎn)生的DTME音頻信號(hào)到達(dá)個(gè)用戶模塊。MT8888CE的譯碼表見(jiàn)表3-4所示表3-4：MT8888CE譯碼表圖3-7 DTMF電路原理圖五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 用示波器觀察并測(cè)量發(fā)送DTMF信號(hào)的波形，在用戶線接口電路的輸出端進(jìn)行測(cè)量，即在測(cè)量點(diǎn)AX1、AX2、AX3、AX4進(jìn)行測(cè)量，在這些測(cè)量點(diǎn)所測(cè)量的信號(hào)為電話機(jī)所發(fā)送的DTMF波形；2、 用示波器觀察并測(cè)量DTMF信號(hào)發(fā)送的波形，即在MT8888CE的TONE引腳上測(cè)量，聽(tīng)電話的聲音，此時(shí)是通過(guò)CPU向MT8888CE中寫(xiě)數(shù)來(lái)產(chǎn)生DTMF音頻信號(hào)。六、實(shí)驗(yàn)步驟1、 接好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源，并在用戶接口模塊一接上電話單機(jī)。2、 信號(hào)測(cè)量：a) 接收實(shí)驗(yàn)部分：按實(shí)驗(yàn)箱鍵盤(pán)上的“3”，一位同學(xué)將用戶接口模塊一的用戶摘機(jī)，撥打電話號(hào)碼，即按電話單機(jī)上的任意鍵，其中另一位同學(xué)對(duì)電路的測(cè)量點(diǎn)AX1進(jìn)行觀察并記錄波形。(此時(shí)提機(jī)后不