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双音多频(DTMF)接收与检测实验

实验4 双音多频(DTMF)接收与检测实验

一、实验目的

1.观测电话机发送的DTMF信号波形;

2.了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中的接收和检测方法;

3.熟悉该电路的组成结构及工作过程。

二、实验电路工作过程

DTMF接收器包括DTMF分组滤波器和DTMF译码器,其基本原理如图4-1所示。DTMF接收器先经高、低群带通滤器进行f L / f H区分,然后过零检测、比较,得到相应于DTMF的两路f L、f H信号输出。该两路信号经译码、锁存、缓冲,恢复成对应于16种DTMF信号音对的4比特二进制码(D1~D4)。

双音多频(DTMF)接收与检测实验

图4-1 典型DTMF接收器原理框图

18 VDD

图4-2 MT8870芯片管脚排列

在本实验系统电路中,DTMF接收器采用的是MT8870芯片。图4-2为管脚排列图。

1.电路的基本特性

(1)提供DTMF信号分离滤波和译码功能,输出相应16种DTMF频率组合的4位并行二进制码。

(2)可外接3.5795MHz晶体,与内含振荡器产生基准频率信号。

(3)具有抑制拨号音和模拟信号输入增益可调的能力。

(4)二进制码为三态输出。

(4)提供基准电压(VDD\2)输出。

(5)电源+5V

(6)功耗15mw

(7)工艺CMOS

(8)封装18引线双列直插

2.管脚简要说明

IN+ ,IN-运放同、反相输入端,模拟信号或DTMF信号从此端输入。

FB 运放输出端,外接反馈电阻可调节输入放大器的增益。

VREF 基准电压输出。

IC 内部连接端,应接地。

OSC1,OSC0振荡器输入、输出端,两端外接3.5795MHz晶体。

EN 数据输出允许端,若为高电平输入,即允许D01~D04输出,若为低

电平输入,则禁止D01 ~D04输出。

D01~D04 数据输出,它是相应于16种DTMF信号(高,低单音组合)的4位

二进制并行码,为三态缓冲输出。

CI\GT 控制输入,若此输入电压高于门限值VTSt,则电路将接收DTMF单

音对,并锁存相应码字于输出,若输入电压低于VTSt,则电路不接

收新的单音对。

EC0初始控制输出,若电路检测出一可识别的单音对,则此端即变为高

电平,若无输入信号或连续失真,则EC0返回低电平。

CID 延迟控制输出,当一有效单音对被接收,CI超过VTSt,输出锁存器

被更新,则CID为高电平,若CI低于VTSt,则CID返至低电平。

V DD接正电源,通常接+5V。

V SS接负电源,通常接地。

3.电路的基本工作原理

它完成典型DTMF接收器的主要功能:输入信号的高,低频组带通滤波、限幅、频率检测与确认、译码、锁存与缓冲输出及振荡,监测等,具体说来,就是DTMF信号从芯片的输入端输入,经过输入运放和拨号音抑制滤波器进行滤波后,分两路分别进入高、低频组滤波器以分离检测出高、低频组信号。

如果高、低频组信号同时被检测出来,便在EC0输出高电平作为有效检测DTMF信号的标志;如果DTMF信号消失,则EC0即返至低电平,与此同时,EC0通过外接R向C充电,得到CI、GT。

若经tGTP延时后,CI、GT电压高于门限值VTst时,产生内部标志,这样,该电路在出现EC0标志时,将证实后的两单音送往译码器,变成4比特码字并送到输出锁存器,而CI 标志出现时,则该码字送到三态输出端D01~D04,另外,CI信号经形成和延时,从CID端输出,提供一选通脉冲,表明该码字已被接收和输出已被更新,如若积分电压降到门限VTst 以下,使CID也回到低电平。

MT8870的译码表见3-1所示,图3-3为双音多频实验系统的电原理框图。其中,数据

输出允许端EN 测量点为TP308、TP508(TP308为电话A 、B 共用,TP508为电话C 、D 共用)。 表3-1MT8870译码表

双音多频(DTMF)接收与检测实验

双音多频(DTMF)接收与检测实验

需要指出,本实验系统采用一片MT8870芯片对两路用户电路进行号码检测接入(资源共享方式),为了不影响电路的正常工作,则由模拟开关来接通或断开DTMF 信号,模拟开关的第二个作用是它对非拨号状态下的话音信号进行隔离,阻止话音信号进入MT8870芯片,防止误动作的发生。在实际应用中,一片MT8870可以最多接入检测16路用户电路的DTMF 信号,此时,采取排队等待方式进行工作。当然,在具体设计这方面的电路时,可要全面考虑电路的设计,使之能正常工作而不出现漏检测现象。 图 3-3 双音多频实验系统的电原理框

三、实验内容

1.用示波器观察并测量发送DTMF 信号的波形。

2.用示波器观察DTMF 接收器译码数据输出允许端EN 的测量点,拨号时注意其相应允

D01 D02 D03 D04

至记发器单元

许端的电平变化。

四、实验步骤

1.打开实验箱右侧电源开关,电源指示灯亮,系统开始工作,无需选择工作方式;

2.电话A、电话B分别接上电话单机;

3.将示波器一通道放在1VT连接铆孔上,即测量发送的DTMF信号的波形;另一通道放在TP308上,即测量DTMF接收器译码数据输出允许端EN的信号波形(注意需选择DC直流档和2V档;只有正常摘机拨号时,MT8870才工作);

4.将电话A用户摘机,听到拨号音后开始拨打对方号码,即按49键,拨号时注意TP308波形的电平变化(即通知系统中的记发器模块接收DTMF系统输出的译码数据);

5.电话B振铃响,摘下话机(此时因没有信息交换,只是信令的自动交换,所以电话间不能进行通话);

6.拨电话A上的任意键,此时注意观察1VT连接铆孔的波形,即电话A发送的DTMF 信号的波形(此时TP308的波形应始终为低电平);

7.长按电话A的“1”键不放,调整好示波器,观察1VT连接铆孔的波形,即两个不同频率的正弦波的叠加波形(具体参数可见表3-1 MT8870译码表);

8.长按电话B的某键(1、2、3……等)不放,调整好示波器,观察2VT连接铆孔的波形。结合表3-1,观测对比1VT和2VT波形,思考电话号码双音多频信号频率组成和其在程控交换系统中的工作原理。

五、实验报告要求

1.分析并叙述电话号码双音多频信号频率组成和工作原理。

2.了解DTMF接收器的工作原理,画出其原理框图,简要叙述工作过程。