内容

参考文献

2.摘要

3.DTMF信号

4.模拟舞台

5.数字舞台

6.测试

7.结论

参考文献

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抽象的

双音多频信令（DTMF）是由1950年代的贝尔实验室开发的，作为支持当时革命性的按钮手机的方法。该信令系统使用一对音调来表示可以通过电信链路的语音频带传输的数字数据。系统中定义了两组四个频率，并且信息被同时发送的每个组的一个频率进行编码。这导致总共十六个频率对组合（来自每个组的一个）来表示16个不同的数字，符号和字母。DTMF使用扩展到广泛的通信和控制应用程序，通过国际电信联盟在其建议Q.23中进一步支持。亚博国际官网平台网址

在本应用笔记中，我们实现了DTMF音调发生器的数字和模拟阶段，因此产生了标准的八个音调和所产生的信号。为此目的，我们使用了GreenPAK™SLG46620V.[5]和opampSLG88104V.［6］．由此产生的信号是两个音调的和，由电话键盘的相应行和列选择。

系统有四个输入位，以定义将生成的信号组合。它还具有启用输入，启动生成并指定所产生的信号的持续时间。该系统的输出是由此产生的信号（具有所选频率的两个信号之和），频率精度与ITU-T DTMF标准兼容。

DTMF信号

DTMF标准定义了数字0-9，字符A，B，C和D以及符号*和＃表示为两个频率的组合。这些频率分为两组，称为高组频率和低组频率。表1显示了频率，组和相应的数字表示。

表1。DTMF频率

	高集团
低组		1209 赫兹	1336. 赫兹	1477. 赫兹	1633. 赫兹
	697赫兹	1	2	3.	一种
	770 Hz.	4.	5.	6.	B.
	852 Hz.	7.	8.	9.	C
	941 Hz.	*	0.	＃	D.

选择音调频率，使得避免谐波。选择频率，没有频率是另一个的倍数。此外，两个频率的总和或差异不会导致另一个DTMF频率。总之，避免了谐波失真或互调失真。

标准Q.23指定每个透射频率必须在标称频率的±1.8％内，并且总失真产品（由谐波或互调）的总失真产品必须至少为20 dB，低于基本频率。亚博电竞菠菜

基于前面的描述的结果信号可以被建模为：

哪里f_高和f_低的是高组和低组的相应频率。在图1中，示出了数字“1”的产生信号。在图2中，可以看到相应的频谱。

图1. DTMF信号

图2. DTMF信号谱

信号的持续时间是可变的，这取决于使用DTMF信号的应用程序。最重要的应用程序类别是由拨号的性质定义的，因此它在手动拨号和自动拨亚博国际官网平台网址号之间是不同的。在表2中，显示了按拨号类型分类的典型持续时间的摘要。

表2. DTMF频率

	高集团		高集团
	分钟。	最大限度。	分钟。	最大限度。
手动拨号	65毫秒	-	80毫安	-
自动拨号	65毫秒	100毫安	80毫安	6500. 女士

为了获得更多的灵活性，在该应用笔记中实现的系统具有一个启用输入，该输入启动生成并定义信号的持续时间，这将等于使能脉冲持续时间。

模拟舞台

ITU-T建议Q.23将DTMF信号定义为模拟信号，建模为两个正弦波。在本应用笔记中，GreenPAK SLG46620V产生与所需频率相对应的方波。为了获得正确频率的正弦波并得到结果信号(两个正弦波的和)，必须使用模拟滤波器和加法器。这就是我们在这个项目中使用SLG88104V运算放大器的主要原因。

在图3中，示出了模拟阶段的框图。

图3.模拟阶段框图

我们用两个滤波器从方波中得到正弦波。最后，将两种波形相加得到所需的输出。

在图4中，通过傅里叶分析得到的方波的频谱。

图4。方波形频谱

如你所见，方波只有奇次谐波。若振幅为A的方波形用其傅里叶级数表示，则可得:

从这个分析来看，我们可以得出结论，如果模拟滤波器对谐波有足够的衰减，我们可以获得具有相同方波形频率的正弦信号。

考虑到Q.23关于干扰的标准规范，所有的谐波必须衰减20db或更多。同时，考虑到低组的任意频率可以与高组的任意频率组合，我们设计了两个滤波器，每组一个。

我们对两个滤波器都使用了低通巴特沃斯拓扑。巴特沃斯阶滤波器的衰减N可以计算为：

哪里f_C滤波器的截止频率和N是订单。

为了确定滤波器的参数，每组滤波器的最低频率与最高频率之间的衰减可以最大为3dB，因此:

考虑到绝对值，

此外，正如我们前面所说的，谐波的衰减必须是20 dB或更多。最坏的情况是组中最低的频率，因为它的三次谐波是最低的谐波，更接近截止频率。考虑到三次谐波比基频低3倍，滤波器必须包含(绝对值):

如果将这些等式应用于两个组，则产生的过滤器必须是2^nd订单过滤器。这意味着如果使用Opamps实现过滤器，则滤光器将具有两个电阻和两个电容器。如果我们使用3^rd.顺序滤波器，对元件公差的敏感性将降低。

滤波器的所选择的截止频率为低组和1695Hz的977 Hz。利用这些值，频率组内的级别差异与所需的值同意，并且由于组分公差而导致的截止频率变化的灵敏度较低。

使用SLG88104V实现的滤波器的示意性电路如图5所示。选择第一R-C对值以不从SLG46620V驱动电流。滤波器的第二阶段确定放大，该放大器设置为0.2。方波的DC电平将opamps的操作点设置为2.5V。这种不期望的水平被滤波器的输出电容阻塞。

图5.过滤器原理图电路

最后，在加法器阶段，对滤波器的输出信号进行求和，得到的信号就是从高组中选择的信号和从低组中选择的信号的和。输出信号的电平可以通过两个电阻R9和R10来调节，以补偿滤波器级的衰减。图6为加法器级电路，图7为整个模拟级电路。

图6.加法器原理图电路

图7.模拟级原理图电路

数字舞台

DTMF音频发电机的数字阶段基于DTMF标准的每个频率的方波发生器。我们为此实现选择了GreenPak SLG46620V，因为它需要波形发生器的八个计数器。该阶段的输出是两个方波形，每个组是一个。

方波形波形用计数器和D形触发器配置为产生50％占空比方波形。为此，计数器被配置为具有等于所需频率的双倍的输出频率，并且DFF将计数器的输出划分为两个。

计数器的时钟源是2 MHz RC内部振荡器，除以4或12。这种时钟变化是基于每个计数器的比特数和每个频率所需的计数器数据。

生成较高频率需要较少的计数，因此大多数较高频率都用8位计数器和RC内部振荡器划分为4.出于相同的原因，使用14位计数器实现较低频率。

SLG46620V有三个标准的14位计数器，所以其中一个较低的频率是用一个8位计数器实现的。为了实现这个频率，我们使用RC振荡器除以12作为CNT8的时钟源，以将计数器数据减少到0到255范围内的一个数字。为了选择在这些条件下实现的频率，计数器数据越高，误差越小。这就是为什么使用这种计数器类型实现最低频率。

在表3中，示出了每个方波形的细节。

表3。方波发生器

		时钟条件	计数数据	频率误差[％]
低组	697赫兹	RC / 12.	120.	0.37
	770 Hz.	RC / 4	325	0．1
	852 Hz.	RC / 4	293.	0.15
	941 Hz.	RC / 4	266.	0.12
高集团	1209 Hz.	RC / 4	207	0.11
	1336 Hz.	RC / 4	187.	0.07
	1477赫兹	RC / 4	169.	0.16
	1633 Hz.	RC / 4	153.	0.06