实验四双音多频(DTMF)接收与检测单元实验.doc

实验四 双音多频(DTMF)接收与检测单元实验 一、实验目的 1．了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中的发送和接收方法。 2．熟悉该电路的组成及工作过程。 二、预习要求 1．认真预习有关双音多频方面的相关内容。 三、实验仪器仪表 1．现代程控交换实验系统一台 2．电话机四部 3．20MHz 示波器一台 四、实验电路工作过程 双音多频拨号和脉冲拨号简单介绍 在电话机中，有两种拔号方式，即脉冲拨号和双音多频拔号。 双音多频拨号方式中的双音多频是指用两个特定的单音频信号的组合来代表数字或功能，两个单音频的频率不同，所代表的数字和功能也不同，在双 音多频电话机中有 16 个按键，其中有 10 个数字键 0-9，6 个功能键*、#、A、 B、C、D，按照组合的原理，它必须有 8 种不同的单音频信号，由于采用的频 率有 8 种，故称之为多频，又因为 8 种频率中任意抽出 2 种进行组合。又称其为 8 中取 2 的编码方法。 表 5-1 高 频 低频 1209 1336 1447 1633 697 1 2 3 A 770 4 5 6 B 852 7 8 9 C 941 ＊ 0 ＃ D 双音多频，简写 DTMF（DTMF=Dual Tone Multifrequency） 图 5-1 一个典型的 DTMF 发送电路原理框图 DTMF 发送器的原理与构成如图 5-1 所示，它主要包括：(1) 晶体振荡器— —外接晶体（通常采用 3.58MHz）与片内电路构成振荡器，经分频产生参考信 号。(2) 键控可变时钟产生电路——它是一种可控分频比的分频器，通常由 n 级 移位寄存器与键控反馈逻辑单元组成。(3) 正弦波产生电路——它是由正弦波编 码器与 D/A 变换器构成，通常，可变速时钟信号先经 5 位寄存器，产生一组 5 位移位代码，再由可编程逻辑阵列（PLA）将其转换成二进制代码，加到 D/A 变换器形成台阶型正弦波。显然台阶的宽度等于时钟频率的倒数，这样形成的 正弦波信号频率必然对应于时钟的速率和按键的号码。(4) 混合电路——将键盘所对应的行、列正弦波信号（即低、高群 fL 、 fH ）相加、混合成双音信号输出。(5) 附加功能单元，如有时含有单音抑制，输出控制（禁止）、双键同按无输出 等控制电路。 DTMF 发送器按输入控制方式可分为键盘行列控制和 BCD 接口控制两种。 它们的控制部分真值表分别示于表 5-2、表 5-3。 表 5-2、键盘控制接口功能真傎表 ） 表 5-3、BCD 码控制接口功能真傎表 BCD 码输入 发送频率 R1 R2 R3 R4 fL （Hz） fH （Hz） 0 0 0 0 941 1336 0 0 0 1 697 1209 0 0 1 0 697 1336 0 0 1 1 697 1477 0 1 0 0 770 1209 0 1 0 1 770 1336 0 1 1 0 770 1477 0 1 1 1 852 1209 1 0 0 0 852 1336 1 0 0 1 852 1477 二、双音多频接收电路 DTMF 接收器包括 DTMF 分组滤波器和DTMF译码器，其基本原理如图5-2 所示。DTMF 接收器先经高、低群带通滤波器进行 fL / fH 区分，过零检测、 比较，得到 相应于 DTMF 的两路 fL 、 fH 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）。 图 5-2 典型 DTMF 接收器原理图 (A)MT8870 功能框图 （B） MT8870芯片管脚排列图 图 5-3 MT8870 芯片及管脚排列图 在本实验系统电路中，DTMF 接收器采用的是 MT8870 芯片。 图 5-3（A）是该芯片的逻辑功能框图，图 5-3（B）是该芯片的管脚排列 图。 1．芯片简介 （1）提供 DTMF 信号分离滤波和译码功能，输出相应的 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。 （5）提供基准电压（Vdd/2）输出。 （6）电源：+5V。 （7）功耗：15mW。 （8）工艺：CMOS。 （9）封装：18 引线双列直插。 2．管脚简要说明 引 出 端 符 号 说 明 IN+，IN- 运放同、反相输入端，模拟信号或 DTM