Prvá časť tejto aplikácie popisuje spôsob generovania DTMF signálov pomocou mikrokontroléra MSP430. Uvádza sa vysvetlenie najdôležitejších špecifikácií použitých v tomto prípade a teoretické a matematické zdôvodnenie generovania sínusových vĺn pomocou štvorcových vĺn pomocou vhodných analógových filtrov. Príklad obsahuje aj testované demo programy na generovanie signálov so štvorcovými vlnami na základe rôznych konfigurácií časovačov mikrokontrolérov MSP430. Posledná časť poskytuje schému zapojenia na generovanie signálov DTMF zo signálov so štvorcovými vlnami.

2 Špecifikácia signálu DTMF

Skratka DTMF znamená „Dual Tone Multi Frequency“ a je to metóda reprezentácie číslic na rôznych frekvenciách za účelom ich prenosu cez analógové komunikačné linky, napr. telefónna linka. Pri vývoji štandardu bola zohľadnená podmienka - všetky frekvencie musia byť v „hlasovom“ rozsahu, čo umožnilo znížiť požiadavky na prenosový kanál. Telefónne siete používajú signály DTMF na vytáčanie a ďalšie informácie. Napriek tomu, že sa stále vo veľkej miere používa metóda pulznej voľby, ktorá je štandardom napríklad v Nemecku, čas vytáčania sa výrazne zvyšuje, čo vedie k neproduktívnemu zaťaženiu komunikačných liniek. Navyše mnohí Doplnkové služby Komunikácia je možná len pomocou tónovej voľby. Pri kódovaní metódou DTMF sú čísla 0-9 a písmená A-D, */E a #/F predstavujú kombinácie dvoch frekvencií:

Frekvencia	1209 Hz	1336 Hz	1477 Hz	1633 Hz
697 Hz	1	2	3	A
770 Hz	4	5	6	B
852 Hz	7	8	9	C
941 Hz	*/E	0	#/F	D

V tomto systéme stĺpec predstavuje frekvenciu z „hornej“ frekvenčnej skupiny (Hi-Group: 1209-1633 Hz) a riadok predstavuje frekvenciu z „nižšej“ frekvenčnej skupiny (Lo-Group: 697-941 Hz) . Tónové frekvencie sú zvolené tak, aby sa eliminoval vplyv harmonických. Frekvencie nie sú navzájom násobky a žiadna frekvencia DTMF sa nedá získať pripočítaním alebo odčítaním iných frekvencií. Na vygenerovanie dialera v sieti Deutsche Telekom sú potrebné nasledujúce špecifikácie (prevzaté zo Zulassungsvorschrift des Bundesamtes fur Post und Telekommunikation, BAPT 223 ZV 5 (oficiálna špecifikácia Spolkového ministerstva pôšt a telekomunikácií):

3 Generujte signály DTMF

Ako je uvedené vyššie, signály DTMF sú analógové a pozostávajú z dvoch nezávislých sínusových vĺn. Preto nie je možné generovať iba takéto signály digitálne. Digitálne signály sa musia konvertovať pomocou ADC a/alebo analógových filtrov do požadovaného sínusového tvaru.

3.1 Generovanie pomocou štvorcových vĺn

Ak sa na generovanie signálov DTMF používajú signály so štvorcovými vlnami, softvér a hardvér minimálne. Akýkoľvek spojitý signál s periódou T môže byť reprezentovaný Fourierovým radom pozostávajúcim z nekonečného súčtu sínusových a kosínusových vĺn takto:

Kde a0/2 je konštantná zložka signálu. Sumárny prvok s najnižšou uhlovou frekvenciou (w0) sa nazýva hlavná (základná) harmonická, zvyšok tvoria podtóny alebo vyššie harmonické.

Najjednoduchším spojitým signálom realizovaným pomocou mikrokontroléra je štvorcová vlna, ktorej Fourierova séria má tvar:

Príspevok každej frekvenčnej zložky k celkovému signálu najlepšie demonštruje amplitúdové spektrum (pozri obr. 2):

Ryža. 2: Amplitúdové spektrum signálu štvorcovej vlny

Pri použití analógového filtra dochádza k efektívnemu potlačeniu jednosmernej zložky a vyšších harmonických, pričom na výstupe máme sínusový signál s frekvenciou rovnajúcou sa frekvencii pôvodnej štvorcovej vlny.

3.2 Softvér na generovanie meandru

Program generovania meandrov musí spĺňať tieto požiadavky:

• Byť schopný syntetizovať dva nezávislé pravouhlé signály.
• Na oddelenie signálov sú potrebné dva výstupné kolíky na generovanie signálov z „horného“ (Hi-Group) a „dolného“ (Lo-Group) frekvenčné rozsahy resp.
• Softvér by mal vedieť nastaviť požadovanú dĺžku signálu v rozsahu približne 65 ms - 100 ms.

Mikrokontroléry série MSP430 majú rôzne vstavané časovače schopné generovať signály so štvorcovými vlnami. Rodina '31x/'32x používa 8-bitový časovač a port časovača na generovanie oboch signálov so štvorcovými vlnami. Tento program testované pri frekvencii MCLK rovnajúcej sa 1,048 MHz. Timer_A v rodine ‘33x môže nezávisle generovať oba požadované signály. Druhý program používa tento časovač na generovanie štvorcových vĺn a pracuje s ľubovoľnými frekvenciami MCLK. Oba programy budú podrobne popísané nižšie.

3.2.1 Generovanie štvorcových vĺn pomocou 8-bitového časovača a portu časovača

Na obr. 3 je vývojový diagram inicializačného postupu na generovanie signálov DTMF. Na syntetizovanie týchto dvoch frekvencií sa používa port časovača a 8-bitové počítadlá časovača. Každý z nich je programovateľný čítačový register potrebný na presnú syntézu požadovaných frekvencií. Ak sú počítadlá portov časovača kaskádované do jedného 16-bitového časovača a taktované na systémovej frekvencii MCLK, potom je možné generovať frekvencie vysokého rozsahu s vysokou presnosťou. Keď dôjde k prerušeniu, príslušný výstup sa prepne a oba 8-bitové registre počítadla sa vynulujú. Načítané hodnoty sú uložené v dvoch premenných v pamäti RAM, aby sa uložili interné registre pre iné úlohy.

Nízke frekvencie sú generované 8-bitovým časovačom. Keďže register počítadla tohto časovača je široký 8 bitov, iba každé tretie prerušenie spôsobí zmenu úrovne na požadovanom výstupnom kolíku, čo umožňuje generovanie rovnakého frekvenčného čítača.

Dva výstupy časovača - porty slúžia na vytvorenie dvoch meandrov rôznych frekvencií.

Ryža. 3 Vývojový diagram inicializačného postupu na generovanie signálov DTMF

Postup inicializácie sa vykoná iba raz. Po jej ukončení sa z globálnej premennej v RAM načíta hexadecimálna hodnota prenášaného znaku. Po vygenerovaní dvoch frekvencií, ktoré tvoria vysoké a nízke tóny DTMF z dvoch tabuliek, je potrebné iba inicializovať a spustiť oba časovače. Trvanie odosielania sa riadi počítaním polcyklov „nižšej“ frekvencie a načítava sa z doplnkovej tabuľky. Po dokončení tohto postupu sa vrátite k funkcii výzvy. Zodpovedajúce rutiny spracovania prerušení prepínajú kolíky portu. Tento proces je znázornený na obr. 4 a 5.

Úlohy časovača-portu zahŕňajú iba zaznamenávanie denníka. úroveň na výstupe portu a opätovné načítanie čítača z RAM, zatiaľ čo činnosť 8-bitového časovača má o niečo zložitejšiu štruktúru: každý vstup do prerušenia počíta register čítača. Výstup môže zmeniť stav až po troch prerušeniach. Okrem toho sa počíta aj každý polcyklus. Generovanie sa zastaví, keď sa dosiahne určitý počet polovičných cyklov.

Ryža. 4 blok – prerušenie obvodu z 8-bitového časovača (Lo-Group)

Ryža. 5 blokov – obvod prerušenia portu časovača (Hi-Group)

; Vlastné definície FLLMPY equ 32 ; Frekvenčný multiplikátor FLL pri 1,048 MHz TCLK equ FLLMPY*32768 ; TCLK: FLLMPY x f quartz DL equ 85 ; Trvanie DTMF signálu (65..100 ms) LO_OUT equ 02h ; Výstup „nižšej“ frekvencie HI_OUT equ 04h ; Vysokofrekvenčný výstup RCOUNT equ r14 ; Počítadlo dĺžky DTMF RTEMP equ r15 ; register služieb.global DTMF_NR ; globálna premenná v RAM; pre číslo DTMF (0..F) ; Definície RAM.even .bss DTMF_TL ; Párna adresa alignment.bss DTMF_TH .bss DTMF_NR ; globálna premenná v RAM; pre DTMF číslo (0..F).párne ; Definície pre 8-bitový časovač TCCTL EQU 42H TCPLD EQU 43H TCDAT EQU 44H ; Definície pre univerzálny port časovača TPCTL equ 04bh ; Timer-port control TPCNT1 equ 04ch ; Počítadlo časovača-portu 1 TPCNT2 equ 04dh ; Počítadlo časovača-portu 2 TPD equ 04eh ; Údaje na porte časovača TPE equ 04fh ; Timer-port-resolution.text ; DTMF frekvenčné tabuľky: tabuľka obsahuje; počet cyklov MCLK na jeden polcyklus. ; Tabuľka pre „hornú“ frekvenciu; Pridaný opravný pozmeňujúci a doplňujúci návrh; brať do úvahy čas vstupu do prerušenia DTMF_HI .slovo 0ffffh-(TCLK/(1336*2))+25 ; Vysoká frekvencia pre 0 .slovo 0ffffh-(TCLK/(1207*2))+28 ; Vysoká frekvencia pre 1 .slovo 0ffffh-(TCLK/(1336*2))+25 ; Vysoká frekvencia pre 2 .slovo 0ffffh-(TCLK/(1477*2))+24 ; Vysoká frekvencia pre 3 slová 0ffffh-(TCLK/(1207*2))+28 ; Vysoká frekvencia pre 4 .slovo 0ffffh-(TCLK/(1336*2))+25 ; Vysoká frekvencia pre 5 .slovo 0ffffh-(TCLK/(1477*2))+24 ; Vysoká frekvencia pre 6 .slovo 0ffffh-(TCLK/(1207*2))+28 ; Vysoká frekvencia pre 7 .slovo 0ffffh-(TCLK/(1336*2))+25 ; Vysoká frekvencia pre 8 .slovo 0ffffh-(TCLK/(1477*2))+24 ; Vysoká frekvencia pre 9 .slovo 0ffffh-(TCLK/(1633*2))+22 ; Vysoká frekvencia pre A .slovo 0ffffh-(TCLK/(1633*2))+22 ; Vysoká frekvencia pre B .slovo 0ffffh-(TCLK/(1633*2))+22 ; Vysoká frekvencia pre C .slovo 0ffffh-(TCLK/(1633*2))+22 ; Vysoká frekvencia pre D .slovo 0ffffh-(TCLK/(1207*2))+28 ; Vysoká frekvencia pre * .slovo 0ffffh-(TCLK/(1477*2))+24 ; Vysoká frekvencia pre # ; Tabuľka pre „nižšiu“ frekvenciu DTMF_LO .byte 0ffh-(TCLK/(941*2*3)) ; Nízka frekvencia pre 0 .byte 0ffh-(TCLK/(697*2*3)) ; Nízka frekvencia pre 1 .byte 0ffh-(TCLK/(697*2*3)) ; Nízka frekvencia pre 2 .byte 0ffh-(TCLK/(697*2*3)) ; Nízka frekvencia pre 3 .byte 0ffh-(TCLK/(770*2*3)) ; Nízka frekvencia pre 4 .byte 0ffh-(TCLK/(770*2*3)) ; Nízka frekvencia pre 5 .byte 0ffh-(TCLK/(770*2*3)) ; Nízka frekvencia pre 6 .byte 0ffh-(TCLK/(853*2*3)) ; Nízka frekvencia pre 7 .byte 0ffh-(TCLK/(853*2*3)) ; Nízka frekvencia pre 8 .byte 0ffh-(TCLK/(853*2*3)) ; Nízka frekvencia pre 9 .byte 0ffh-(TCLK/(697*2*3)) ; Nízka frekvencia pre A .byte 0ffh-(TCLK/(770*2*3)) ; Nízka frekvencia pre B .byte 0ffh-(TCLK/(853*2*3)) ; Nízka frekvencia pre C .byte 0ffh-(TCLK/(941*2*3)) ; Nízka frekvencia pre D .byte 0ffh-(TCLK/(941*2*3)) ; Nízka frekvencia pre *.byte 0ffh-(TCLK/(941*2*3)) ; Nízka frekvencia pre # ; Tabuľka trvania signálu DTMF_L .byte 2*941*DL/1000 ; Polovičné cykly pre 0 .byte 2*697*DL/1000 ; Polovičné cykly pre 1 .bajt 2*697*DL/1000 ; Polovičné cykly pre 2 .byte 2*697*DL/1000 ; Polovičné cykly pre 3 .byte 2*770*DL/1000 ; Polovičné cykly pre 4 .bajty 2*770*DL/1000 ; Polovičné cykly pre 5 .bajtov 2*770*DL/1000 ; Polovičné cykly pre 6 .bajtov 2*852*DL/1000 ; Polovičné cykly pre 7 .bajtov 2*852*DL/1000 ; Polovičné cykly pre 8 .byte 2*852*DL/1000 ; Polovičné cykly pre 9 .bajtov 2*697*DL/1000 ; Polovičné cykly pre A .byte 2*770*DL/1000 ; Polovičné cykly pre B .byte 2*852*DL/1000 ; Polovičné cykly pre C .byte 2*941*DL/1000 ; Polovičné cykly pre D .byte 2*941*DL/1000 ; Polcykly pre *.byte 2*941*DL/1000 ; Polovičné cykly pre # ;************************************************** ********** **************************************** ; DTMF-TX Podprogram DTMF ;****************************************************** ********************************* DTMF_TX mov.b DTMF_NR,RTEMP ; Uložiť číslo do dočasného registra mov.b DTMF_L(RTEMP),RCOUNT ; Uložiť počítadlo trvania, pripraviť 8-bitový časovač pre frekvenciu DTMF-Lo mov.b #0a8h,&TCCTL ; Hodiny z MCLK mov.b DTMF_LO(RTEMP),&TCPLD ; Príprava registra; predbežné načítanie mov.b #000,&TCDAT ; Načítanie počítadla z registra; preload bis.b #008h,&IE1 ; Povoliť prerušenia; z 8-bitového časovača; príprava portu časovača pre DTMF-Hi frekvenciu rla r15; * 2 pre 16-bitovú tabuľku mov DTMF_HI(RTEMP),&DTMF_TL ; uložiť slovo pre vysokofrekvenčné mov #003,RTEMP ; počítadlo pre 8-bitový časovač bis.b #008h,IE2 ; Povoliť prerušenia; z portu časovača mov.b &DTMF_TH,&TPCNT2 ; Načítanie vysokého bajtu do TC2 mov.b &DTMF_TL,&TPCNT1 ; Načítava sa nízky bajt do TC1 bis.b #080h,&TPD ; Povoliť 16-bitový časovač bis.b #HI_OUT+LO_OUT,&TPE ; Povoliť výstupy DTMF-Hi/Lo mov.b #090h,&TPCTL ; Povoliť vymazanie časovača ;***************************************************** ******** **************************************** ; Prerušenie portu časovača;************************************************** *** *********************************** TP_INT xor.b #HI_OUT,&TPD ; Invertovať DTMF-Hi výstup mov.b &DTMF_TH,&TPCNT2 ; Načítavam senior ba

3.2.2 1 Generovanie štvorcových vĺn pomocou Timer_A

Táto rutina generovania signálu DTMF používa iba Timer_A na kvadratúru oboch požadovaných frekvencií. Proces montáže vypočíta vhodné hodnoty pre časovač na použitie programu bez ohľadu na hodnotu frekvencie MCLK. Trvanie výstupného signálu je určené konštantou DL v milisekundách.

; Definície hardvéru; FLLMPY .equ 32 ; Frekvenčný multiplikátor FLL pri 1,048 MHz TCLK .equ FLLMPY*32768 ; TCLK: FLLMPY x f quartz DL .equ 82 ; trvanie signálu DTMF v ms; (65..100 ms) STACK .equ 600h ; Adresa inicializácie zásobníka; Definície RAM; STDTMF = 202 h; Hi a Lo stav frekvencie TIM32B .equ 204 ; Rozšírenie registra časovača LENGTH .equ 206h ; počítadlo trvania DTMF; .text 0F000h ; Štartovacia adresa programu; ; Inicializácia časovača_A: MCLK, nepretržitý režim, prerušenia povolené; Príprava výstupných modulov časovača Timer_A MCLK = 1,048 MHz (automaticky) ; INIT MOV #STACK,SP ;Inicializácia ukazovateľa zásobníka CALL #INITSR ;Inicializácia násobiteľa; FLL frekvencie a RAM MOV #ISMCLK+TAIE+CLR,&TACTL ; Inicializuje sa časovač MOV.B #TA2+TA1,&P3SEL ; Výstupy TA2 a TA1 na portoch P3.5/4 CLR TIM32B; Vymazať register rozšíreného časovača BIS #MCONT,&TACTL ; Spustiť časovač Časovač_A EINT ; Povolenie všeobecného prerušenia MAINLOOP ... ; Hlavná slučka; ;Stlačenie klávesu: SDTMF obsahuje ofset tabuľky; pre 2 frekvencie (0..6,0..6) vo vysokom a nízkom byte; MOV&TAR,R5 ; Okamžité spustenie: ADD FDTMFLO,R5 ; Offset na kratší čas MOV R5,&CCR1 ; Prvá zmena stavu po 0,71 ms MOV R5,&CCR2 ; 1/(2x697) = 0,71 ms MOV #OMT+CCIE,&CCTL1 ; Inverzia výstupu, bitové prerušenie. MOV #OMT+CCIE,&CCTL2 ; Invertný výstup, bit prerušenia MOV.B STDTMF,R5 ; 82 ms počítadlo RRA R5 ; počet zmien stavu nižšej frekvencie MOV.B DTMFL(R5),LENGTH ; pre trvanie signálu... ; pokračovanie programu; ; Obsluha prerušení z CCR0 (tu sa nepoužíva); TIMMOD0 ... RETI ; ; Obsluha prerušení z registrov porovnávania zachytávania 1..4; TIM_HND ADD &TAIV,PC ; Spracovanie žiadosti s najvyšším; priorita RETI; žiadna požiadavka na prerušenie: RETI JMP HCCR1 ; požiadavka od CCR1 (DTMF nízka frekvencia) JMP HCCR2 ; požiadavka od CCR2 (DTMF vysoká frekvencia) JMP HCCR3 ; žiadosť od CCR3 JMP HCCR4 ; žiadosť od CCR4; TIMOVH INC TIM32B ; Rozšírenie Timer_A na 32 bitov RETI ; ; DTMF nízka frekvencia: TA1 invertuje výstup výstupnej jednotky 1; Každá zmena stavu sa počíta na riadenie trvania signálu; HCCR1 PUSH R5; Ukladanie použitých registrov MOV.B STDTMF,R5 ; Nízkofrekvenčný stav DTMF ADD FDTMFLO(R5),&CCR1 ; Pridajte trvanie polovice cyklu DEC.B LENGTH ; Je trvanie signálu DL dokončené? JNZ TARET ; Nie; ; Áno, zastaviť signál DTMF: zakázať prerušenia; BIC #OMRS+OUT+CCIE,&CCTL1 ; Resetovať TA1 BIC #OMRS+OUT+CCIE,&CCTL2 ; Resetovať TA2 TARET POP R5 ; Obnoviť R5 RETI; Návrat z prerušenia; ; Vysokofrekvenčná DTMF: TA2 invertuje výstup výstupnej jednotky 2; HCCR2 PUSH R5; Ukladanie použitých registrov MOV. B STDTMF+1,R5; Stav vysokej frekvencie DTMF ADD FDTMFHI(R5),&CCR2 ; Pridajte trvanie polovice cyklu POP R5 ; Obnoviť R5 RETI; Návrat z prerušenia; HCCR3 ... ;Úloha riadená registrom CCR3 RETI HCCR4 ... ;Úloha riadená registrom CCR4 RETI ; ; Tabuľka frekvencií DTMF: Tabuľka obsahuje; počet cyklov MCLK na polcyklus. Hodnoty upravené pre; efektívna frekvencia MCLK počas procesu montáže; a zaokrúhlené na minimum možná chyba frekvencie; FDTMFLO .slovo ((TCLK/697)+1)/2 ; Nízka frekvencia DTMF 697Hz .slovo ((TCLK/770)+1)/2 ; 770Hz .slovo ((TCLK/852)+1)/2 ; 852Hz .slovo ((TCLK/941)+1)/2 ; 941Hz FDTMFHI .slovo ((TCLK/1209)+1)/2 ; Vysokofrekvenčné DTMF1209Hz .slovo ((TCLK/1336)+1)/2 ; 1336Hz .slovo ((TCLK/1477)+1)/2 ; 1477Hz .slovo ((TCLK/1633)+1)/2 ; 1633 Hz; ; Tabuľka obsahuje počet polcyklov počas trvania signálu DL (ms). ; Na počítanie sa používa nižšia frekvencia DTMF; DTMFL .byte 2*697*DL/1000 ; Počet polcyklov.byte 2*770*DL/1000 ; pre DL ​​v ms.byte 2*852*DL/1000; .byte 2*941*DL/1000 ; ; .sekcia "TIMVEC",0FFF0h ; vektory prerušení časovača Timer_A .word TIM_HND ; Vektor modulov 1..4 časovače.slovo TIMMOD0 ; Modul časovača 0 vektor.sect "INITVEC",0FFFEh ; Vektor Resetovať.slovo INIT

Nižšie je o niečo rýchlejšie riešenie. Vyžaduje si to však viac pamäte RAM, pretože... Údaje získané z tabuliek nie sú zakaždým prepočítavané, ale sú v skratke uložené v RAM DTMFLO a DTMFHI. Čítanie sa vykonáva z rutín prerušenia časovača Timer_A. Použité tabuľky sú rovnaké ako v predchádzajúcom príklade.

FLLMPY .equ 32 ; Frekvenčný multiplikátor FLL pri 1,048 MHz TCLK .equ FLLMPY*32768 ; TCLK: FLLMPY x f quartz DL .equ 82 ; trvanie signálu DTMF; v ms (65..100 ms) STDTMF = 202 h; Hi a Lo stav frekvencie TIM32B .equ 204 ; Rozšírenie registra časovača LENGTH .equ 206h ; počítadlo trvania DTMF DTMFLO .eq 208h ; Polcyklus nižšej frekvencie DTMFHI .eq 20Ah; Polovičný cyklus hornej frekvencie STACK .eq 600h ; Adresa inicializácie zásobníka.text 0F000h ; Štartovacia adresa programu; Inicializácia časovača_A: MCLK, nepretržitý režim, prerušenia povolené; Príprava výstupných modulov časovača Timer_A MCLK = 1,048 MHz (automaticky) ; INIT MOV #STACK,SP ; Inicializácia ukazovateľa zásobníka CALL #INITSR ; Inicializácia multiplikátora; FLL frekvencie a RAM MOV #ISMCLK+TAIE+CLR,&TACTL ; Spustiť časovač MOV.B #TA2+TA1,&P3SEL ; Výstupy TA2 a TA1 na portoch P3.5/4 CLR TIM32B; Vymazanie registra rozšíreného časovača BIS #MCONT,&TACTL ;Spustenie časovača Timer_A EINT ; Povolenie všeobecného prerušenia MAINLOOP ... ; Hlavná slučka;Stlačenie klávesu: SDTMF obsahuje posun tabuľky; pre 2 frekvencie (0..6,0..6) vo vysokom a nízkom byte; MOV&TAR,R5 ; Pre okamžité spustenie ADD FDTMFLO,R5 ; Offset na kratší čas MOV R5,&CCR1 ; Prvá zmena stavu po 0,71 ms MOV R5,&CCR2 ; 1/(2x697) = 0,71 ms; ; Získajte dva počty cyklov pre frekvencie DTMF; MOV.B STDTMF+1,R5 ; Vysokofrekvenčné DTMF MOV FDTMFHI(R5),DTMFHI ; Trvanie polcyklu MOV.B STDTMF,R5 ; Nízkofrekvenčné DTMF MOV DTMFLO(R5),DTMFLO ; Trvanie polovice cyklu; ; Počítadlo trvania RRA R5 ; Pripravte bajtový index MOV.B DTMFL(R5),DĹŽKA ; počet zmien stavu nižšej frekvencie MOV #OMT+CCIE,&CCTL1 ; Inverzia výstupu, bitové prerušenie. MOV #OMT+CCIE,&CCTL2 ; Inverzia výstupu, bitové prerušenie. ... ; Návrat do hlavnej slučky; ; Obsluha prerušení z CCR0 (tu sa nepoužíva); TIMMOD0 ... RETI ; ; Obsluha prerušení z registrov porovnávania zachytávania 1..4; TIM_HND ADD &TAIV,PC ; Spracovanie žiadosti s najvyšším; priorita RETI; žiadna požiadavka na prerušenie: RETI JMP HCCR1 ; požiadavka od CCR1 (DTMF nízka frekvencia) JMP HCCR2 ; požiadavka od CCR2 (DTMF vysoká frekvencia) JMP HCCR3 ; žiadosť od CCR3 JMP HCCR4 ; žiadosť od CCR4; TIMOVH INC TIM32B ; Rozšírenie Timer_A na 32 bitov RETI ; ; DTMF nízka frekvencia: TA1 invertuje výstup výstupnej jednotky 1; HCCR1 ADD DTMFLO,&CCR1; Pridajte trvanie polovice cyklu DEC.B LENGTH ; Je trvanie signálu DL dokončené? JNZ TARET ; Nie; ; Áno, zastaviť signál DTMF: zakázať prerušenia; BIC #OMRS+OUT+CCIE,&CCTL1 ; Resetovať TA1 BIC #OMRS+OUT+CCIE,&CCTL2 ; Resetovať TA2 TARET RETI ; Návrat z prerušenia; Vysokofrekvenčná DTMF: TA2 invertuje výstup výstupnej jednotky 2; HCCR2 ADD DTMFHI,&CCR2; Pridať trvanie polovice cyklu RETI ; Návrat z prerušenia; HCCR3. .. ;Úloha riadená registrom CCR3 RETI HCCR4 ... ;Úloha riadená registrom CCR4 RETI ; ; Tabuľky a vektory prerušení sú rovnaké ako v predchádzajúcom príklade.

3.3 Hardvér na generovanie DTMF signálov

Ako je uvedené vyššie, vo frekvenčnom rozsahu 200 Hz.. 4600 Hz musí byť úroveň signálu vysielacej frekvencie aspoň 20 dB nad úrovňou cudzích signálov (šum). Okrem toho, na základe špecifikácie, signály z „hornej“ a „dolnej“ skupiny musia mať rôzne úrovne, takže každý signál vyžaduje vlastný filter. Sínusové frekvenčné amplitúdy možno získať z Fourierovho radu.

Ak chcete vybrať medzné frekvencie pri navrhovaní analógového filtra, musíte dodržiavať nasledujúce požiadavky na základe:

• Pretože je potrebné zabezpečiť možnosť ľubovoľných kombinácií frekvencií „dolnej“ skupiny s frekvenciami „hornej“ skupiny, pričom rozdiel hladín medzi najnižšou a najvyššou frekvenciou v skupine by nemal presiahnuť 3 dB.
• Pre najnižšiu frekvenciu v skupine (f1) by harmonické potlačenie (3f1) nemalo byť horšie ako 20 dB. Splnenie tejto podmienky je najkritickejšie pre nižšiu frekvenciu v skupine, pretože je čo najďalej od medznej frekvencie filtra.

Vzorec popisuje druhú mocninu absolútnej hodnoty na výstupe z hornopriepustného Butterworthovho filtra rádu n:

Tento vzorec predstavuje závislosť zosilnenia Butterworthovho hornopriepustného filtra od frekvencie. Parametre fg a n určujú medznú frekvenciu a poradie filtra.

Najprv je potrebné vypočítať požadované poradie filtra, berúc do úvahy súlad s vyššie uvedenými požiadavkami.

Aby bola splnená prvá podmienka, pomer druhých mocnín absolútnych hodnôt najnižšej a najvyššej frekvencie v skupine nesmie byť väčší ako 3 dB alebo:

Druhá podmienka bude splnená automaticky, ak je pomer druhých mocnín absolútnych hodnôt frekvencií f1 a 3f1 väčší ako 10/3, v tomto prípade je tretia harmonická v obdĺžnikovom signáli o 1/3 menšia (pozri Fourier séria a obr. 2):

Ako výsledok výpočtov pre frekvencie oboch skupín máme požadované poradie filtra n=1,15. Požiadavky teda uspokojí filter 2. rádu, ktorý môže byť postavený na operačnom zosilňovači. Ak použijete filter 3. rádu, potrebujete iba dva ďalšie prvky. Tým sa však znížia požiadavky na rozptyl parametrov komponentov. Obe vyššie uvedené požiadavky budú splnené, ak je medzná frekvencia v rámci nasledujúcich limitov:

Spodná skupina	fg > 880 Hz	fg<1418 Гц
Horná skupina	fg>1527 Hz	fg<2460 Гц

Ak je medzná frekvencia na minime, dôjde k maximálnej redukcii harmonických. V tomto prípade však bude rozdiel medzi najnižšou a najvyššou frekvenciou v skupine 3 dB. Pri najvyššej možnej medznej frekvencii je rozdiel úrovní minimálny, ale harmonické zložky sú potlačené len o 20 dB.

Pri výpočte filtra bola zvýšená pozornosť venovaná harmonickému potlačeniu, rozdiel úrovní v rámci skupiny bol zafixovaný na 2 dB. Výsledkom je, že medzné frekvencie sú 977 Hz a 1695 Hz. Výsledné harmonické potlačenie výrazne prevyšuje požiadavky. Rozdiel frekvenčných úrovní v skupine je v rámci požiadaviek aj v prípade odchýlky medznej frekvencie súvisiacej s rozptylom v parametroch použitých komponentov. Pri výpočte hodnôt filtračných prvkov boli rezistory vybrané na základe ich maximálnej blízkosti k štandardným hodnotám série E12.

Na výstupoch filtra sú výsledkom dva sínusové signály s výrazne potlačenými harmonickými. Na kombinovanie týchto signálov je zavedená ďalšia sčítačka.

S použitím iba 3 operačných zosilňovačov a niekoľkých pasívnych prvkov sme teda schopní generovať signály DTMF pomocou mikrokontroléra bez použitia významných výpočtových zdrojov.

Pomocou simulačných programov boli skontrolované približné hodnoty. Odozva filtrov sa veľmi presne zhoduje s vypočítanou frekvenčnou odozvou.

Ryža. 6: Amplitúdové spektrum pravouhlého signálu s frekvenciou 697 Hz na výstupe filtra 3. rádu

Na obr. Obrázok 6 zobrazuje amplitúdové spektrum pravouhlého signálu s frekvenciou 697 Hz, prechádzajúceho cez filter 3. rádu. Ako je vidieť z obrázku, tretia a piata harmonická (2091 Hz a 3485 Hz) sú výrazne utlmené (-25,6 dB).

Ryža. 7: Amplitúdové spektrum pravouhlého signálu s frekvenciou 941 Hz na výstupe filtra 3. rádu

Na obr. Obrázok 7 zobrazuje spektrum signálu štvorcovej vlny s frekvenciou 941 Hz. Vo frekvenčnej oblasti, ktorá nás zaujíma, do 4600 Hz, je len jedna harmonická. Po prechode filtrom je táto 2823 Hz harmonická výrazne utlmená (-27,9 dB). Rozdiel hladín medzi najnižšou a najvyššou frekvenciou v skupine nepresahuje 1,9 dB.

Za účelom použitia lacných komponentov s veľkou variabilitou parametrov sa vykonalo dodatočné modelovanie. Výsledky simulácie ukázali, že prípustný rozptyl v hodnotách rezistorov a kondenzátorov je 10%.

Obrázok 8: Histogram – rozdelenie úrovní signálov v skupine

Obrázok 9: Histogram – Harmonická supresia

Na obr. 8 a 9 ukazujú histogramy získané pomocou analýzy Monte Carlo. V tomto prípade sa hodnoty komponentov náhodne menili v rámci 10% rozpätia. Po 100 iteráciách sa výsledky pre všetky simulované filtre vynesú do histogramov. Na histograme na obr. Obrázok 8 ukazuje rozdiel v úrovni medzi frekvenciami v rámci skupiny. Maximálny povolený rozdiel 3 dB medzi minimálnou a maximálnou frekvenciou nebol dosiahnutý ani v jednom prípade. Priemerná hodnota je 1,6 dB, čo je o niečo lepšie ako vypočítaná hodnota 2 dB.

Na obr. Obrázok 9 zobrazuje útlm harmonických pre „nižšiu“ frekvenčnú skupinu. Požadovaná hodnota 20 dB je dosiahnutá vo všetkých prípadoch, priemerná hodnota je približne 27 dB. V najhoršom prípade je harmonická potlačená o 24,2 dB.

Hodnoty vypočítané pre filter „nižšej“ frekvenčnej skupiny sa vykonajú aj pre filter „hornej“ frekvenčnej skupiny.

Oba filtre majú rovnaký obvod. Jediný rozdiel je v medzných frekvenciách filtrov pre hornú a dolnú frekvenčnú skupinu. R1 a C1 tvoria hornopriepustný filter 1. rádu. Pretože vstupný odpor obvodu závisí aj od R1, hodnota tohto prvku by nemala byť príliš malá; v opačnom prípade budú výstupy mikrokontroléra preťažené a štvorcový priebeh bude skreslený. V tomto prípade sa k signálu pridajú ďalšie frekvencie vyplývajúce z intermodulačného skreslenia, čo negatívne ovplyvní pomer signálu k šumu.

Prenosovú funkciu filtrov vyššieho rádu nie je možné získať len pomocou pasívnych komponentov.

Filter 2. rádu teda musí obsahovať operačný zosilňovač. Zosilnenie aktívneho filtra je nastavené na 0,2 pomocou rezistorov R1-1 a R1-2. Ako vidíte, signál je trochu oslabený. Je to potrebné, aby sa zabránilo preťaženiu operačného zosilňovača, pretože vrcholová amplitúda základnej sínusovej harmonickej signálu štvorcovej vlny presahuje amplitúdu samotného signálu štvorcovej vlny (pozri Fourierovu sériu a obr. 2). Ďalšia sčítačka upravuje požadovanú výstupnú úroveň. Kvôli konštantnej zložke pravouhlého signálu je pracovný bod operačného zosilňovača nastavený na úroveň Vcc/2 (pozri tiež Fourierovu sériu a obr. 2). V tomto prípade nie je možné eliminovať konštantnú zložku vstupným deličom R1-1/R1-2. Na oddelenie obvodu OS jednosmerným napätím sa používa kondenzátor C3.

Na každom z výstupov analógového filtra sa generuje signál hornej a dolnej frekvenčnej skupiny. V ďalšej sčítačke sa tieto signály pridávajú. V tomto prvku obvodu môžete pomocou rezistorov R4 a R5 nastaviť vzťah medzi „dolnou“ a „hornou“ frekvenciou v celkovom signáli a úrovňou výstupného signálu. Výstupnú amplitúdu je teda možné ľahko nastaviť tak, aby vyhovovala rôznym požiadavkám v rôznych krajinách.

Pri výpočte hodnôt komponentov boli hodnoty kondenzátora ako obvykle pevné a hodnoty odporu boli vypočítané v súlade s nimi. V tomto obvode boli použité kondenzátory a odpory štandardnej série E12 s rozptylom 10%.

Na obr. Obrázok 10 zobrazuje schematický diagram analógových filtrov a sčítačky:

Ryža. 10: Schematický diagram analógové filtre s prídavnou sčítačkou

Kondenzátory C1-1 a C1-2 kombinujú dva signály dohromady v pracovnom bode Vcc/2. Pre tieto prvky by ste nemali vyberať príliš veľké hodnoty, pretože sú to dolnopriepustné filtračné prvky na elimináciu nízkofrekvenčných subharmonických. Filtračný kondenzátor C5 eliminuje šum referenčného napätia. Prídavný kondenzátor C6 pripojený paralelne k spätnoväzbovému odporu R6 tvorí hornopriepustný filter prvého rádu. Ak je zvolená najnižšia medzná frekvencia filtra, dodatočné filtrovanie vysokofrekvenčného intermodulačného rušenia zlepšuje kvalitu výstupného signálu, avšak dôjde k určitému útlmu najvyšších frekvencií „hornej“ skupiny. V niektorých prípadoch nie je generovanie najvyššej frekvencie DTMF 1633 Hz potrebné, pretože používa sa len na vytváranie servisných symbolov A-D a pomer signálu k šumu možno zlepšiť znížením medznej frekvencie filtra. Zvyšovanie medznej frekvencie teda vedie k zvýšeniu úrovne vysokofrekvenčného rušenia, no zároveň sa znižuje negatívny vplyv na najvyššie frekvenčné zložky DTMF signálu.

4 Výsledky štúdií signálov vysielača DTMF

Nižšie uvedené spektrogramy (obr. 11 a 12) zobrazujú výstupné signály vysielača DTMF na rôznych frekvenciách. Na obr. Obrázok 11 ukazuje amplitúdové spektrum symbolu „1“. Frekvencie potrebné na jeho prenos - 697 a 1207 Hz - sú na úrovni -10,5 dB, respektíve -8,5 dB. Harmonické na 2091 a 3621 Hz sú potlačené o takmer 30 dB. Na prenos symbolu „D“ sa generujú dve najvyššie frekvencie - 941 a 1633 Hz. Ako je možné vidieť z obr. 12, úroveň nízkej frekvencie je -12 dB, úroveň vysokej frekvencie je -11 dB. Zodpovedajúce harmonické sú zoslabené o viac ako 30 dB. Namerané hodnoty teda zodpovedajú výsledkom simulácie a požiadavkám špecifikácie.

Ryža. 11: Amplitúdové spektrum symbolu „1“: 697 a 1207 Hz

Ryža. 12: Amplitúdové spektrum symbolu „D“: 941 a 1633 Hz

Pri použití dvoch rôznych časovačov nie je možné dosiahnuť absolútnu frekvenčnú presnosť generovaných signálov so štvorcovými vlnami; výsledok bude závisieť od kombinácie dvoch frekvencií a typu použitých časovačov. Dôvodom je konflikt prerušenia časovača. Požadovaná presnosť ±1,8 % je však splnená s veľkou rezervou.

Ak sa použije 8-bitový časovač a časovač portu časovača pri systémovej frekvencii MCLK 1,048 MHz, potom sa frekvencie „nižšej“ skupiny generujú s presnosťou nie horšou ako 0,3 %. Pre frekvencie „hornej“ skupiny sa v praxi nedosiahla odchýlka väčšia ako 0,5 %.

Jedinou výnimkou je DTMF znak „D“, pre ktorý sa generujú najvyššie frekvencie. Výsledkom je, že v tejto kombinácii má frekvencia „hornej“ skupiny 1633 Hz odchýlku -0,97%.

Bez tejto výnimky je aj najvyššia frekvencia 1633 Hz generovaná s presnosťou lepšou ako 0,5 %. Maximálne odchýlky pre rôzne frekvencie sú uvedené v tabuľke:

Ak sa na generovanie frekvencií použije Timer_A, chyba bude závisieť od použitej frekvencie MCLK:

MCLK, MHz	1,048	2,096	3,144	3,800
Násobiteľ FLL	32	64	96	116
697 Hz	+0,027%	+0,027%	+0,027%	+0,027%
770 Hz	-0,015%	-0,016%	+0,033%	-0,016%
852 Hz	+0,059%	-0,023%	+0,005%	+0,031%
941 Hz	+0,029%	+0,029%	+0,029%	+0,035%
1209 Hz	-0,079%	+0,036%	+0,036%	-0,003%
1336 Hz	+0,109%	-0,018%	+0,025%	+0,025%
1447 Hz	-0,009%	-0,009%	-0,009%	-0,009%
1633 Hz	+0,018%	+0,018%	+0,018%	+0,018%

5. Záver

Softvér pre tento príklad je veľmi jednoduchý a zaberá približne 300 bajtov a vyžaduje malé množstvo pamäte RAM a ROM. Vďaka vstavanému modulu časovača sú požadované frekvencie generované s vysokou presnosťou bez plytvania záťažou CPU. V konfigurácii, kde sa na generovanie používa 8-bitový časovač a časovač/port, zaberajú rutiny prerušenia približne 12 % prostriedkov CPU. V prípade, keď sú frekvencie generované časovačom Timer_A, zaťaženie CPU pre spracovanie rutín prerušenia sa zníži na 6%. Výsledkom je, že počas prenosu signálov DTMF môžu bežať iné úlohy alebo sa CPU môže prepnúť do režimu nízkej spotreby, aby sa znížila spotreba prúdu.

Dobrú funkčnosť opísaného modulu na generovanie DTMF signálov pomocou obdĺžnikových signálov demonštruje návrh hardvérového obvodu. Pretože V obvode je možné použiť súčiastky so širokým rozsahom parametrov, cena takéhoto riešenia je veľmi nízka. Všetky požiadavky špecifikácie sú do značnej miery splnené, takže v prístrojoch využívajúcich MSP430 ako riadiaci kontrolér nie je potrebný samostatný modul generátora DTMF signálu.

Ak je v konkrétnom prípade potrebné zvýšiť pomer signálu k šumu, pomocou dodatočného operačného zosilňovača je možné skonštruovať filter na ďalšie potlačenie intermodulačného skreslenia. Takýto dodatočný operačný zosilňovač je už prítomný v quad op-amp v puzdre DIL14.

6 Odkazy

Bundesamt fur Post und Telekommunikation (Federálny úrad pre pošty a telekomunikácie): BAPT 223 ZV 5, Zulassungsvorschrift fur Endeinrichtungen zur Anschaltung an analoge Wahlanschlusse (ausgenommen Notruf- und Durchwahlanschlusse exlusse) des tel.netze špecifických koncových zariadení pripojených k telefónnej sieti požiadavky na bezpečnosť a hovory) / ISDN Deutschen Bundespost Telekom; Bundesministerium fur Post und Telekommunikation, Draft, Bonn, apríl 1994 Papula: Mathematik fur Ingenieure 2 (Matematika pre inžinierov); Vieweg Verlag, Braunschweig 1990 Tietze / Schenk: Halbleiterschaltungstechnik; (Titze/Schenk, Semiconductor Circuit Engineering), 10. vydanie; Springer Verlag, Berlín 1993 Lutz Bierl / Texas Instruments: rodina MSP430, správa o aplikácii merania, Texas Instruments, vydanie 2.1, január 1997, SLAAE10B Texas Instruments: rodina MSP430, užívateľská príručka architektúry a knižnica modulov, Texas Instruments, 1996, SLAUE Instruments:10B Rodina MSP430, Príručka používateľa softvéru, Texas Instruments, 1996 Texas Instruments: Rodina MSP430, Používateľská príručka nástrojov assembleru, Texas Instruments, 1996 Siwy, Robert: Systementwicklung einer Telekom-Applikation zum Senden and Empfangen von DTMF-Signalen mit dem Microcontroller MSP4 telekomunikačný systém na príjem a prenos digitálnych signálov založený na mikrokontroléri MSP430); Diplomarbeit, Fachhochschule Landshut, máj 1997

Na tému jednoduchých zariadení som sa rozhodol zostaviť generátor signálu DTMF pomocou rovnakého ATtiny2313. Pre tých, ktorí nevedia, DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency) je dvojtónový viacfrekvenčný analógový signál používaný na vytáčanie telefónneho čísla. Prečítajte si Wikipédiu.

Rozhodnutie zostaviť takéto zariadenie bolo diktované túžbou pokúsiť sa implementovať zložité analógové signály pomocou mikrokontroléra. Žiadna praktická aplikácia pre toto zariadenie nebola plánovaná, ale možno by sa niekomu takéto zariadenie hodilo? Použi to!

Zdroj DTMF generátora

Teraz sa pozrime, čo máme.

Signál je generovaný pomocou PWM a pomocou RC obvodu má požadovaný tvar. Výsledkom je, že po reťazci RC dostaneme nasledujúci signál (tlačidlo 6 je stlačené):

Pozdĺž celej krivky užitočného signálu pozorujeme vysokofrekvenčný hrebeň (frekvencia je vyššia ako počuteľná, takže nebude vytvárať šum) - to je práca RC obvodu. Linku môžete vyhladiť zvýšením kapacity kondenzátora alebo odporu odporu, ale v tomto prípade sa rozsah užitočného signálu výrazne zníži.

Pozeráme sa na spektrum signálu a uistíme sa, že existujú dve samostatné frekvencie (frekvencia PWM odišla mimo oblasť displeja), čo znamená, že je všetko v poriadku - zariadenie funguje tak, ako má.

Pripravené riešenia

Pre úlohy generovania a dekódovania DTMF signálu existujú hotové riešenia. Tu je niekoľko údajových listov pre tieto mikroobvody.

DTMF generátor
- DTMF dekodér

P.S. Je škoda, že ATtiny2313 nemá ADC - môžete použiť aj dekodér DTMF! Ale nevadí, zopakujem na mega, určite priložím.

(Navštívené 6 868 krát, dnes 1 návštev)

Tónová voľba (Dual-tone multi-frequency signaling, DTMF) bola vyvinutá spoločnosťou Bell Labs v 50. rokoch minulého storočia pre vtedy revolučný tlačidlový telefón. Na reprezentáciu a prenos digitálnych dát v tónovom režime sa používa dvojica frekvencií (tónov) frekvenčného rozsahu reči. Systém definuje dve skupiny po štyroch frekvenciách a informácie sú kódované vysielaním dvoch frekvencií súčasne, jednej z každej skupiny. To dáva celkom šestnásť kombinácií, ktoré predstavujú šestnásť rôznych čísel, symbolov a písmen. Kódovanie DTMF sa v súčasnosti používa v širokej škále komunikačných a riadiacich aplikácií, čoho dôkazom je napríklad odporúčanie Q.23 Medzinárodnej telekomunikačnej únie (ITU).

Tento článok popisuje obvod generátora tónov DTMF, ktorý reprodukuje všetkých osem frekvencií a generuje výsledný dvojtónový výstupný signál. Príslušný systém bol postavený na čipe Silego GreenPAK™ SLG46620V a operačných zosilňovačov Silego SLG88104V. Výsledný signál je súčtom dvoch frekvencií určených riadkom a stĺpcom klávesnice telefónu.

Navrhovaný obvod používa štyri vstupy na výber frekvenčnej kombinácie, ktorá sa má generovať. Obvod má tiež aktivačný vstup, ktorý spúšťa generovanie a určuje dĺžku času prenosu signálu. Výstupná frekvencia generátora je v súlade s normou ITU pre DTMF.

DTMF tóny

Štandard DTMF definuje kódovanie číslic 0-9, písmen A, B, C a D a znakov * a # ako kombináciu dvoch frekvencií. Tieto frekvencie sú rozdelené do dvoch skupín: vysokofrekvenčná skupina a nízkofrekvenčná skupina. Tabuľka 1 ukazuje frekvencie, skupiny a zodpovedajúce znázornenia symbolov.

Stôl 1. DTMF tónové kódovanie

	Skupina výšok
Skupina nízkych priesmykov

Frekvencie boli zvolené tak, aby sa predišlo viacerým harmonickým. Navyše ich súčet alebo rozdiel nespôsobuje rozdielnu frekvenciu DTMF. Týmto spôsobom sa zabráni harmonickým alebo modulačným skresleniam.

Norma Q.23 špecifikuje, že chyba každej prenášanej frekvencie musí byť v rozmedzí ±1,8 % nominálnej hodnoty a celkové skreslenie (v dôsledku harmonických alebo modulácie) musí byť 20 dB pod základnými frekvenciami.

Výsledný signál opísaný vyššie možno opísať ako:

s(t) = Acos(2πfhight)+ Acos(2πflowt),

kde fhigh a flow sú zodpovedajúce frekvencie zo skupín vysokých a nízkych frekvencií.

Obrázok 1 zobrazuje výsledný signál pre číslicu "1". Obrázok 2 zobrazuje frekvenčné spektrum zodpovedajúce tomuto signálu.

Ryža. 1. DTMF tón

Ryža. 2. DTMF tónové spektrum

Trvanie tónov DTMF sa môže líšiť v závislosti od konkrétnej aplikácie, ktorá používa kódovanie tónov. Pre najbežnejšie aplikácie sa hodnoty trvania zvyčajne pohybujú medzi manuálnym a automatickým vytáčaním. Tabuľka 2 zobrazuje súhrn typického časového obdobia pre dva typy náboru.

Tabuľka 2 Trvanie signálov tónovej voľby

Typ ciferníka	Skupina výšok		Skupina výšok
Manuálne vytáčanie
Automatické vytáčanie

Pre väčšiu flexibilitu je DTMF generátor ponúkaný v tomto návode vybavený aktivačným vstupom, ktorý sa používa na spustenie generovania signálu a určenie jeho trvania. V tomto prípade sa trvanie signálu rovná trvaniu impulzu na vstupe aktivácie.

Analógová časť obvodu generátora DTMF

Odporúčanie ITU Q.23 definuje signály DTMF ako analógové signály vytvorené dvoma sínusovými vlnami. V navrhovanom obvode generátora DTMF generuje IC Silego GreenPAK SLG46620V signály so štvorcovými vlnami s požadovanými frekvenciami DTMF. Na získanie sínusových signálov požadovanej frekvencie a vytvorenie výsledného signálu (súčet dvoch sínusových vĺn) sú potrebné analógové filtre a sčítačka. Z tohto dôvodu bolo v tomto projekte rozhodnuté použiť filtre a zlučovač na báze operačných zosilňovačov SLG88104V.

Obrázok 3 zobrazuje štruktúru navrhovanej analógovej časti zariadenia.

Ryža. 3. Analógový procesný obvod na príjem DTMF signálu

Analógové filtre sa používajú na získanie sínusových signálov z pravouhlých impulzov. Po vykonaní filtrovania sa dva signály spočítajú a vygeneruje sa požadovaný výstupný dvojtónový DTMF signál.

Obrázok 4 ukazuje výsledok Fourierovej transformácie použitej na získanie spektra signálu štvorcovej vlny.

Ryža. 4. Spektrum štvorcového signálu

Ako vidíte, štvorcová vlna obsahuje iba nepárne harmonické. Ak takýto signál znázorníme s amplitúdou A vo forme Fourierovho radu, bude mať nasledujúci tvar:

Analýza tohto výrazu nám umožňuje dospieť k záveru, že ak majú analógové filtre dostatočný útlm pre harmonické, potom je celkom možné získať sínusové signály s frekvenciou rovnajúcou sa frekvencii pôvodného signálu so štvorcovými vlnami.

Berúc do úvahy toleranciu úrovne rušenia definovanú v norme Q.23, je potrebné zabezpečiť, aby všetky harmonické boli zoslabené o 20 dB alebo viac. Okrem toho, akákoľvek frekvencia zo skupiny dolných priepustov sa musí skombinovať s akoukoľvek frekvenciou zo skupiny horných priepustov. Vzhľadom na tieto požiadavky boli vyvinuté dva filtre, jeden pre každú skupinu.

Oba filtre boli dolnopriepustné Butterworthove filtre. Útlm Butterworthovho filtra radu n možno vypočítať ako:

A(f)[dB] = 10 log(A(f) 2) = 10 log(1+(f/fc) 2n),

kde fc je medzná frekvencia filtra, n je poradie filtra.

Rozdiel v útlme medzi najnižšou frekvenciou a najvyššou frekvenciou každej skupiny nemôže byť väčší ako 3 dB, takže:

A(fVYŠŠIE)[dB] - A(kvet)[dB] > 3 dB.

Dané absolútne hodnoty:

A(fVYŠŠIE) 2 / A(KVET) 2 > 2.

Tiež, ako sme už povedali, harmonický útlm by mal byť 20 dB alebo viac. V tomto prípade bude najhorším prípadom najnižšia frekvencia v skupine, pretože jej 3. harmonická je najnižšia frekvencia a je najbližšie k medznej frekvencii filtra. Vzhľadom na to, že 3. harmonická je 3-krát menšia ako základná, filter musí spĺňať podmienku (absolútne hodnoty):

A(3FLOWER) 2 / A(FLOWER) 2 > 10/3.

Ak sú tieto rovnice aplikované na obe skupiny, potom použité filtre musia byť filtre druhého rádu. To znamená, že budú mať dva odpory a dva kondenzátory, ak sa implementujú pomocou operačných zosilňovačov. Ak by sa použili filtre tretieho rádu, citlivosť na tolerancie komponentov by bola nižšia. Zvolené medzné frekvencie filtra sú 977 Hz pre skupinu dolných priepustov a 1695 Hz pre skupinu horných priepustov. Pri týchto hodnotách sú rozdiely v úrovniach signálu vo frekvenčných skupinách v súlade s vyššie uvedenými požiadavkami a citlivosť na zmeny medznej frekvencie v dôsledku tolerancií komponentov je minimálna.

Schematické diagramy filtrov implementovaných pomocou SLG88104V sú uvedené na obrázku 5. Hodnotenia prvého R-C páry zvolený tak, aby obmedzil výstupný prúd čipu SLG46620V. Druhá väzba filtra určuje zisk, ktorý je 0,2. Amplitúda signálov pravouhlých vĺn nastavuje pracovný bod operačného zosilňovača na 2,5 V. Nežiaduce napätia blokujú výstupné filtračné kondenzátory.

Ryža. 5. Schematické schémy výstupných filtrov

Na výstupe sú signály filtra sčítané a výsledný signál je súčtom harmonických vybraných zo skupiny nízkych a vysokých frekvencií. Na kompenzáciu útlmu filtra je možné nastaviť amplitúdu výstupného signálu pomocou dvoch rezistorov R9 a R10. Obrázok 6 zobrazuje obvod sčítačky. Obrázok 7 zobrazuje celú analógovú časť obvodu.

Ryža. 6. Schematický diagram sčítačky

Ryža. 7. Analógová časť obvodu

Digitálna časť obvodu DTMF tónového generátora

Digitálna časť obvodu generátora tónov DTMF obsahuje celú sadu generátorov štvorcových vĺn - jeden pre každú frekvenciu DTMF. Keďže na vytvorenie týchto generátorov je potrebných osem čítačov, na ich implementáciu bol zvolený čip GreenPAK SLG46620V. Na výstupoch digitálneho obvodu sa generujú dva pravouhlé signály, jeden pre každú frekvenčnú skupinu.

Štvorcové signály sa generujú pomocou čítačov a D klopných obvodov a majú pracovný cyklus 50 %. Z tohto dôvodu je frekvencia spínania počítadla dvojnásobkom požadovanej frekvencie DTMF a klopný obvod DFF rozdeľuje výstupný signál na dva.

Zdrojom hodín pre čítače je zabudovaný 2 MHz RC oscilátor, ktorého frekvencia je ďalej delená 4 alebo 12. Delič sa volí s ohľadom na bitovú hĺbku a maximálnu hodnotu každého čítača potrebnú na získanie špecifického frekvencia.

Na generovanie vysokých frekvencií je potrebných menej vzoriek, preto sa na ich generovanie používajú 8-bitové čítače, taktované z interného RC oscilátora, ktorého signál je delený 4. Z rovnakého dôvodu sú nižšie frekvencie implementované pomocou 14-bitových čítačov.

SLG46620V má iba tri štandardné 14-bitové čítače, takže jedna z nižších frekvencií bola implementovaná pomocou 8-bitového čítača CNT8. Aby sa počet vzoriek dostal do rozsahu 0...255, na taktovanie tohto CNT8 bolo potrebné použiť signál RC oscilátora delený 12. Pre tento obvod platí frekvencia s najväčším počtom vzoriek, ktorá bola zvolená najnižšia frekvencia. To nám umožnilo minimalizovať chyby.

V tabuľke 3 sú uvedené parametre každej štvorcovej vlny.

Tabuľka 3. Parametre generátorov štvorcových impulzov

		Hodiny		Chyba frekvencie [%]
Skupina nízkych priesmykov
Skupina výšok

Ako vidno z tabuľky, všetky frekvencie majú chybu menšiu ako 1,8 %, takže vyhovujú štandardu DTMF. Tieto vypočítané charakteristiky, založené na ideálnej frekvencii RC oscilátora, je možné upraviť meraním výstupnej frekvencie RC oscilátora.

Aj keď v navrhovanom obvode všetky generátory pracujú paralelne, na výstup mikroobvodu bude odoslaný signál iba jedného generátora z každej skupiny. Výber konkrétnych signálov určuje používateľ. Toto sa vykonáva pomocou štyroch vstupov GPIO (dva bity pre každú skupinu) s pravdivostnou tabuľkou uvedenou v tabuľke 4.

Tabuľka 4. Tabuľka pre výber frekvencií z nízkofrekvenčnej skupiny

Skupina nízkych priesmykov

Tabuľka 5. Tabuľka výberu frekvencie z vysokofrekvenčnej skupiny

Skupina výšok

Obrázok 8 znázorňuje logický obvod generátora štvorcových vĺn s frekvenciou 852 Hz. Tento vzor sa opakuje pre každú frekvenciu s príslušnými nastaveniami počítadla a konfiguráciou LUT.

Ryža. 8. Generátor obdĺžnikových impulzov

Počítadlo generuje výstupnú frekvenciu určenú jeho nastaveniami. Táto frekvencia sa rovná dvojnásobku frekvencie zodpovedajúceho tónu DTMF. Konfiguračné parametre merača sú zobrazené na obrázku 9.

Ryža. 9. Príklad nastavenia počítadla generátora pravouhlých impulzov

Výstupný signál počítadla je pripojený k vstup hodín Spúšť D-Flip Flop. Keďže výstup DFF je nakonfigurovaný ako invertovaný, ak pripojíte výstup DFF k jeho vstupu, klopný obvod D sa skonvertuje na klopný obvod T. Konfiguračné parametre DFF môžete vidieť na obrázku 10.

Ryža. 10. Príklad nastavenia spúšte generátora pravouhlých impulzov

Signál z výstupu DFF sa privádza na vstup pravdivostnej tabuľky LUT. LUT sa používajú na výber jedného signálu pre každú špecifickú kombináciu R1-R0. Príklad konfigurácie LUT je znázornený na obrázku 11. B v tomto príklade, ak R1 prijme „1“ a R0 prijme „0“, vstupný signál sa prenesie na výstup. V ostatných prípadoch výstup obsahuje „0“.

Ryža. 11. Príklad nastavenia pravdivostnej tabuľky generátora štvorcových impulzov

Ako je uvedené vyššie, navrhovaný obvod má vstup Enable Enable. Ak je na vstupe Povolenie povolenia logická jednotka „1“, potom sa generované obdĺžnikové signály privádzajú do dvojice výstupov mikroobvodu. Trvanie prenosu sa rovná trvaniu impulzu na vstupe aktivácie. Na implementáciu tejto funkcie bolo potrebných niekoľko ďalších LUT.

Skupina horných priepustov používa jednu 4-bitovú LUT a jednu 2-bitovú LUT, ako je znázornené na obrázku 12.

Ryža. 12. Výstupný obvod skupiny výšok

4-bit LUT1 nakonfigurovaný ako logický prvok ALEBO, takže na výstupe je logická jedna „1“, ak je na ktoromkoľvek z jeho vstupov „1“. Pravdivé tabuľky C1/C0 umožňujú vybrať iba jeden z oscilátorov, takže 4-bitový LUT1 určuje, ktorý signál je na výstupe. Výstup tohto LUT je pripojený k 2-bitovému LUT4, ktorý vysiela signál iba vtedy, ak je aktivačný vstup logická "1". Obrázky 13 a 14 zobrazujú konfigurácie 4-bitového LUT1 a 2-bitového LUT4.

Ryža. 13. 4-bitová konfigurácia LUT1

Ryža. 14. 2-bitová konfigurácia LUT4

Keďže už neexistovali 4-bitové pravdivostné tabuľky LUT, pre skupinu dolných priepustov sa použili dve 3-bitové LUT.

Ryža. 15. Skupinový výstupný obvod dolného priepustu

Kompletné vnútorné obvody GreenPAK SLG46620V sú znázornené na obrázku 16. Obrázok 17 zobrazuje konečnú schému zapojenia generátora DTMF.

Ryža. 16. Bloková schéma generátora tónov DTMF

Ryža. 17. Schéma generátora tónov DTMF

Testovanie obvodu generátora DTMF

V prvej fáze testovania navrhovaného generátora DTMF bolo rozhodnuté skontrolovať frekvencie všetkých generovaných pravouhlých signálov pomocou osciloskopu. Ako príklad obrázky 18 a 19 znázorňujú výstupy so štvorcovými vlnami pre 852 Hz a 1477 Hz.

Ryža. 18. Štvorcová vlna 852 Hz

Ryža. 19. Štvorcová vlna 1477 Hz

Akonáhle boli skontrolované frekvencie všetkých štvorcových signálov, začalo sa testovanie analógovej časti obvodu. Skúmali sa výstupné signály pre všetky kombinácie nízkych a vysokých frekvencií. Ako príklad je na obrázku 20 znázornený súčet signálov 770 Hz a 1 209 Hz a na obrázku 21 súčet signálov 941 Hz a 1 633 Hz.

Ryža. 20. DTMF tón 770 Hz a 1209 Hz

Ryža. 21. DTMF tón 941 Hz a 1633 Hz

Záver

V tomto článku bol navrhnutý obvod pre generátor tónov DTMF založený na čipe Silego GreenPAK SLG46620V a operačných zosilňovačoch Silego SLG88104V. Generátor umožňuje užívateľovi vybrať kombinácie požadovaných frekvencií pomocou štyroch vstupov a ovládať aktivačný vstup, ktorý určuje trvanie výstupných signálov.

Vlastnosti čipu SLG46620V:

• Typ: Programovateľný integrovaný obvod so zmiešaným signálom;
• Analógové bloky: 8-bitový ADC, dva DAC, šesť komparátorov, dva filtre, ION, štyri integrované oscilátory;
• Digitálne bloky: Až 18 I/O portov, prepojovacia matica a kombinatorická logika, programovateľné oneskorovacie obvody, programovateľný generátor funkcií, šesť 8-bitových čítačov, tri 14-bitové čítače, tri PWM oscilátory/komparátory;
• Komunikačné rozhranie: SPI;
• Rozsah napájacieho napätia: 1,8…5 V;
• Rozsah prevádzkovej teploty: -40…85 °C;
• Verzia balenia: 2 x 3 x 0,55 mm 20-pin STQFN.

Charakteristické rysy:

• Generovanie sínusových vĺn pomocou modulácie šírky impulzu (PWM)
• Kombinácia rôznych sínusových signálov do jedného DTMF signálu
• Zdrojové kódy v assembleri a jazykoch C
• Navrhnuté pre prácu s STK500
• Veľkosť kódu programu 260 bajtov / konštantná veľkosť tabuľky 128 bajtov
• Použitie metódy konverzie tabuľky

Úvod

Tento dokument popisuje techniku ​​generovania signálov DTMF (dvojtónové viacfrekvenčné signály) pomocou akéhokoľvek mikrokontroléra AVR obsahujúceho jednotku modulácie šírky impulzov (PWM) a statickú pamäť RAM. Tieto signály sú široko používané v telefonovaní, kde sa reprodukujú pri stlačení tlačidiel na telefónnom prístroji. Ak chcete správne generovať signál DTMF, musíte prekrývať dve frekvencie: nízka frekvencia(fb) a vysokofrekvenčné (fa). Tabuľka 1 ukazuje, ako sa rôzne frekvencie miešajú, aby sa vytvorili tóny DTMF, keď sú stlačené rôzne klávesy.

Obrázok 1 – Obvod generátora signálu DTMF

Tabuľka 1 – Matica generovania tónového signálu

fb/fa	1209 Hz	1336 Hz	1477 Hz	1633 Hz
697 Hz	1	2	3	A
770 Hz	4	5	6	B
852 Hz	7	8	9	C
941 Hz	*	0	#	D

Riadky tabuľky 1 zobrazujú hodnoty nízkej frekvencie a stĺpce hodnoty vysokej frekvencie. Napríklad matica ukazuje, že po stlačení tlačidla „5“ by sa mali zmiešať frekvencie fb = 770 Hz a fa = 1336 Hz. V dôsledku pridania dvoch sínusových signálov rôznych frekvencií sa vytvorí signál DTMF

kde je pomer amplitúdy K = A b / A a zdrojové signály musia spĺňať podmienku

Princíp fungovania

Okrem toho všeobecné informácie Pokiaľ ide o použitie modulácie šírky impulzu, nižšie bude uvedené, ako vám modulácia šírky impulzu umožňuje generovať sínusové signály. Nasledujúci odsek popisuje, ako použiť základnú spínaciu frekvenciu na získanie rôznych frekvencií. Po zvážení teoretické základy Bude uvedený popis samotného generátora DTMF signálu. Generovanie sínusových vĺn

V závislosti od pomeru trvania vysokej úrovne napätia VH a nízkej úrovne napätia VL sa mení priemerná hodnota na výstupe PWM. Ak sa pomer medzi trvaním oboch úrovní udržiava konštantný, výsledkom bude konštantná úroveň napätia VAV. Obrázok 2 zobrazuje signál modulovaný šírkou impulzu.

Obrázok 2 – Generovanie úrovne jednosmerného napätia

Úroveň napätia je určená výrazom:

(3)

Sínusový signál možno generovať za predpokladu, že priemerná hodnota napätia generovaného moduláciou šírky impulzov sa mení pri každom cykle PWM. Vzťah medzi vysokou a nízkou úrovňou musí byť nastavený v súlade s úrovňou napätia sínusovej vlny v príslušnom čase. Obrázok 3 znázorňuje tento proces. Zdrojové údaje pre PWM sú vypočítané pre každé z jeho období a zaznamenané v prevodnej tabuľke (TC).

Obrázok 3 tiež znázorňuje vzťah medzi frekvenciou základnej sínusovej vlny a počtom vzoriek. Čím vyšší je počet vzoriek (Nc), tým vyššia je presnosť modelovania výsledného signálu:

(4)

Frekvencia PWM závisí od rozlíšenia PWM. Pri 8-bitovom rozlíšení je konečná hodnota (vrchol počtu) časovača 0xFF (255). Pretože Časovač počíta dopredu a dozadu daná hodnota by sa mala zdvojnásobiť. Preto možno frekvenciu spínania vypočítať delením frekvencia hodínčasovač f CK na 510. Teda pri frekvencii hodín časovača 8 MHz bude výsledná frekvencia PWM 15,6 kHz.

Obrázok 3 – Generovanie sínusového signálu pomocou PWM

Zmena frekvencie sínusovej vlny

Predpokladajme, že sínusové vzorky sa čítajú z vyhľadávacej tabuľky nie postupne, ale po jednej. V tomto prípade sa pri rovnakej vzorkovacej frekvencii generuje signál s dvojnásobnou frekvenciou (pozri obrázok 4).

Obrázok 4 – Zdvojnásobenie výslednej frekvencie (XSW = 2)

Analogicky, ak nečítate každú druhú hodnotu, ale každú tretiu, štvrtú, piatu (respektíve šírka kroku je 3, 4, 5...) atď. je možné generovať Nc frekvencie v rozsahu . Upozorňujeme, že pre vysoké frekvencie nebude výsledný tvar vlny sínusový. Šírku kroku označujeme podľa prevodnej tabuľky ako XSW, Kde

(5)

Výpočet aktuálnej polohy v TP pre ďalšiu periódu PWM (pri pretečení časovača) sa vykonáva pomocou výrazu (6). Nová hodnota v pozícii X LUT závisí od jeho predchádzajúceho stavu v polohe X" LUT so zväčšujúcou sa šírkou kroku XSW

(6)

Pridanie rôznych frekvencií na získanie signálu DTMF

DTMF signál môže byť generovaný pomocou výrazov (1) a (2). Pre jednoduchosť aritmetických operácií sa berie hodnota koeficientu K rovná 0,75, aby sa aritmetická operácia nahradila logickými posunmi. Ak vezmeme do úvahy výraz (6), aktuálnu hodnotu pre riadenie PWM možno vypočítať pomocou výrazu:

a berúc do úvahy to X LUTa=X" LUta + XSWa ,X LUTb=X" LUTb + XSWb, konečne si to napíšme

Implementácia DTMF generátora

IN túto aplikáciu rozoberá konštrukciu tónového generátora DTMF s použitím 8-bitového PWM výstupu (OC1A) a tabuľky so 128 vzorkami sínusovej funkcie (Nc), každú špecifikovanú 7 bitmi (n). Nasledujúce výrazy zobrazujú túto závislosť a tiež ukazujú, ako vypočítať položky vyhľadávacej tabuľky:

(9)

Výhodou použitia 7 bitov je, že súčet hodnôt vysokofrekvenčného a nízkofrekvenčného signálu má veľkosť jeden bajt. Na podporu celej sady tónov DTMF je potrebné vypočítať a zadať do vyhľadávacej tabuľky 8 hodnôt pre každú frekvenciu DTMF z tabuľky 1.

Na dosiahnutie vyššej presnosti bolo implementované nasledujúce riešenie: hodnoty vypočítané pomocou výrazu 5 vyžadujú iba 5 bajtov. Aby sa použilo všetkých 8 bajtov, čím sa znížia chyby zaokrúhľovania, táto hodnota sa vynásobí 8. Ukazovateľ na vyhľadávaciu tabuľku sa zapíše rovnakým spôsobom. Ale v tomto prípade trvá uloženie 8-násobku hodnoty dva bajty. To znamená, že pred použitím týchto bajtov ako ukazovateľa na hodnoty sínusovej vlny v

Obrázok 5 – Schéma modulu pre pripojenie k STK500

PWM signál je generovaný na pine OC1A (PD5). Dodatočný výstupný filter pomôže zvýšiť kompatibilitu signálu so sínusovým priebehom. Pri znižovaní frekvencie PWM môže byť potrebné použiť filter so strmšou frekvenčnou odozvou, aby sa dosiahol dobrý výsledok.

Zapojenie klávesnice je znázornené na obrázku 1. Činnosť klávesnice musí byť organizovaná tak, aby bolo možné určiť stlačený kláves. To možno vykonať pomocou nasledujúceho algoritmu:

1. Určenie reťazca stlačeného klávesu
   • nakonfigurujte notebook nižšej triedy portu B ako výstup a nastavte protokol. "0"
   • nakonfigurujte vysokú tetradu portu B ako vstup s pripojením pull-up rezistorov
   • riadok so stlačeným tlačidlom je definovaný ako číslica najvyššej tetrády s log. "0"
2. Definovanie stĺpca stlačeného kľúča
   • nakonfigurujte vysoký notebook portu B ako výstup a nastavte protokol. "0"
   • nakonfigurujte tetrádu nízkeho rádu portu B ako vstup pripojením pull-up odporov
   • stĺpec so stlačeným tlačidlom je definovaný ako číslica tetrády nízkeho rádu s log. "0"

Poznámka: V STK200 sú odpory zapojené do série medzi kolíky konektora PORTB a kolíky mikrokontroléra BP5, PB6 a PB7 (pozri diagram STK200). To spôsobí problémy, ak je klávesnica pripojená ku konektoru PORTB.

Obrázok 6 znázorňuje činnosť podprogramu na určenie stlačeného klávesu. V závislosti od stlačeného tlačidla sa určí trvanie intervalu. Rutina prerušenia používa túto hodnotu na výpočet nastavení PWM pre dve sínusové vlny tónu DTM. Postup spracovania prerušenia je znázornený na obrázkoch 7 a 8.

Táto rutina vypočíta hodnotu na porovnanie s výstupom časovača pre ďalšiu periódu PWM. Rutina prerušenia najprv vypočíta polohu ďalšej vzorkovacej hodnoty vo vyhľadávacej tabuľke a načíta hodnotu tam uloženú.

Poloha vzorky vo vyhľadávacej tabuľke je určená šírkou impulzu a skutočná šírka impulzu je určená vygenerovanou frekvenciou.

Konečná hodnota, ktorá sa zapíše do porovnávacieho registra časovača, sa určí pomocou vzorca (7), ktorý zohľadňuje vzorové hodnoty oboch frekvencií DTMF.

Obrázok 6 – Bloková schéma hlavného programu

So zavedením moderných digitálna PBX V telefónnych sieťach Ruskej federácie sa postupne rozširuje viacfrekvenčný spôsob prenosu signálov voľby, označovaný anglickou skratkou DTMF (Dual-Tone Multiple-Frequency). Niekedy sa na pomenovanie tohto systému prenosu signálu voľby používa iný anglický výraz – Touch-None (tónová voľba). Táto metóda bola vyvinutá v roku 1960, no jej skutočné rozšírenie začalo až v 80. rokoch s rozšírením digitálnych (elektronických) telefónnych ústrední.

Pri tomto spôsobe prenosu riadiacich signálov pozostáva každý viacfrekvenčný číslicový signál z dvoch tónov v súlade s odporúčaním ITU-T Q.23 „Technické vlastnosti telefónov s dotykovým vytáčaním“.

DTMF frekvencie nie sú zvolené harmonicky. To znamená, že frekvencie nemajú iného celočíselného deliteľa ako 1. Napríklad frekvencie 1200 a 1600 Hz sú harmonické s frekvenciou 400 Hz (3x400=1200 a 4x400=1600) a frekvencie 697 a 770 Hz sú neharmonické.

Každý signál obsahuje dve frekvencie: jednu vybranú zo spodnej a druhú z hornej skupiny frekvencií.

Súlad medzi prenášanými informáciami a frekvenciami je uvedený v tabuľke na prednom paneli laboratórnej inštalácie.

Úroveň prenosu v dvojfrekvenčnom balíku, meraná pri zaťažení 600 Ohmov, je: pre nižšiu frekvenčnú skupinu - mínus 6 dBmO ± 2 dB, pre hornú frekvenčnú skupinu - mínus 3 dBmO ± 2 dB. Frekvenčná úroveň hornej skupiny frekvencií v celkovom signáli je o 2 ±1 dB vyššia ako frekvenčná úroveň spodnej skupiny. Celková úroveň všetkých frekvenčných komponentov vyššieho rádu je minimálne 20 dB pod úrovňou frekvencie nižšieho rádu.

Podmienky, za ktorých by mal nastať normálny príjem signálu, sú nasledovné: prítomnosť dvoch frekvencií v signáli, z ktorých jedna je vybraná z nižšej skupiny a druhá z hornej; frekvencie sa nelíšia od svojich nominálnych hodnôt o viac ako 1,8%; úroveň každej z dvoch frekvencií sa pohybuje od mínus 7 do mínus 30 dBmO; rozdiel medzi úrovňami dvoch frekvencií nepresahuje 3 dB; trvanie frekvenčného signálu je minimálne 40 ms.

Pred zapnutím inštalácie vykonajte nasledujúce operácie:

Nastavte spínač S6 do spodnej polohy;

Nastavte spínač S13 do hornej polohy;

Nastavte prepínače generátorov skupiny hornej a dolnej frekvencie do polohy „Vypnuté“;

Nastavte analógový kľúčový spínač (AK) do polohy „Zapnuté“;

Otočte gombíky na nastavenie výstupného napätia generátorov a odporu R3 proti smeru hodinových ručičiek, kým sa nezastavia.

úprava signálu dtmf

1.1 Povoliť inštaláciu.

1.2 Pripojte osciloskop k testovaciemu bodu KT3.

1.3 Zapnite generátor hornej frekvenčnej skupiny, stlačením jedného z prepínacích tlačidiel zvoľte ktorúkoľvek z frekvencií tejto skupiny.

1.4 Otáčaním gombíka nastavenia výstupného napätia generátora nastavte amplitúdu signálu v CT3 na 0,5 V.

1.5 Prepnite vstup osciloskopu na testovací bod KT4. Opakujte kroky 1.3, 1.4 pre generátor nižšej frekvenčnej skupiny, pričom napätie v KT4 nastavte na 0,5 V.

POZNÁMKA: V dôsledku vykonaných operácií sa na vstup sčítačky privádzajú signály rovnakej amplitúdy z hornej a dolnej frekvenčnej skupiny. Po nastavení týchto úrovní uzamknite gombíky na nastavenie výstupného napätia generátorov.

1.6 Prepnite vstup osciloskopu na testovací bod KT7. Otáčaním gombíka odporu (R3) na úpravu výstupného napätia kondicionéra signálu DTMF nastavte napätie v CT7 na 0,5 V.

POZNÁMKA: V dôsledku vykonaných operácií sa na vstup prijímača privádza nepretržitý dvojtónový signál a na indikátore prijatého symbolu by sa mal zobraziť symbol zodpovedajúci kombinácii frekvencií generátorov horných a dolných frekvenčných skupín. , v súlade s tabuľkou. Indikáciou prijatého a identifikovaného signálu je prítomnosť signálu na výstupe STD prijímača (svieti LED).

Prepnutím frekvencií hornej a dolnej frekvenčnej skupiny sa uistite, že kombinácie týchto frekvencií zodpovedajú prijímaným symbolom.