實驗五雙音多頻dtmf接收實驗
一．實驗目的
1．了解**號碼雙音多頻訊號在程式控制交換系統中的傳送和接收方法。
2．熟悉該電路的組成及工作過程。
二．預習要求
1．認真預習有關雙音多頻等相關內容。
三．實驗儀器
1．程式控制交換實驗箱一台
2．**單機兩台
3．20mhz示波器一台
四．實驗原理
1．雙音多頻撥號簡單介紹
在**單機中，有兩種撥號方式，即脈衝撥號和雙音多頻撥號。
雙音多頻撥號方式中的雙音多頻是指用兩個特定的單音訊訊號的組合來代表數字或功能，兩個單音訊的頻率不同，所代表的數字和功能也不同，在雙音多頻**機中有16個按鍵，其中有10個數字鍵0~9，6個功能鍵*、#、a、b、c、d，按照組合的原理，它必須有8種不同的單音訊訊號，由於採用的頻率有8種，故又稱之為多頻，又因以8種頻率中任意抽出2種進行組合，又稱其為8中取2的編碼方式。
根據ccitt的建議，國際上採用697hz、770hz、852hz、941hz、1209hz、1336hz、1477hz和1633hz，把這8種頻率分成兩個群，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進行組合，共有16種不同組合，代表16種不同數字或功能，見表5-1。
表5-1
表中*、# 鍵作特殊功能用（如閉音、重發）等，a、b、c、d留作它用。
例如撥數字號碼「8」，則發雙音多頻訊號頻率為fh=1336hz、fl=852hz。
雙音多頻，簡寫dtmf（dtmf=dual tone multifrequency）
dtmf傳送器的原理與構成如圖5-1所示，它主要包括：
1.1晶體振盪器––––外接晶體（通常採用3.579545mhz）與片內電路構成振盪器，經分頻產生參考訊號。
1.2鍵控可變時鐘產生電路–––––它是一種可控分頻比的分頻器，通常由n級移位暫存器與鍵控反饋邏輯單元組成。
1.3正弦波產生電路–––––它由正弦波編碼器與d/a變換器構成，通常，可變速時鐘
圖5-1 乙個典型的dtmf傳送電路原理框圖
訊號先經5位移位暫存器，產生一組5位移位**，再由可程式設計邏輯陣列（pla）將其轉換成二進位制**，加到d/a變換器形成台階型正弦波。顯然台階的寬度等於時鐘頻率的倒數，這樣形成的正弦波訊號頻率必然對應時鐘的速率和按鍵的號碼。
1.4混合電路–––––將鍵盤所對應產生的行、列正弦波訊號（即低、高群fl、fh）相加、混合成雙音訊號輸出。
1.5附加功能單元，如有時含有單音抑制，輸出控制（禁止）、雙鍵同按無輸出等控制電路。
dtmf傳送器按輸入控制方式可分為鍵盤行列控制和bcd介面控制兩種。它們的控制部分真值表分別示於表5-2、表5-3。
表5-2鍵盤控制介面功能真值表
表5-3 bcd碼控制介面功能真值表
2．雙音多頻接收電路
圖5-2 典型dtmf接收器原理框圖
dtmf接收器包括dtmf分組濾波器和dtmf解碼器，其基本原理如圖5-2所示。dtmf接收器先經高、低頻組帶通濾器進行fl/fh區分，然後過零檢測、比較，得到相應於dtmf的兩路fl、fh訊號輸出。該兩路訊號經解碼、鎖存、緩衝，恢復成對應於16種dtmf訊號音的4位元二進位製碼（d1~d4）。
圖5-3 mt8870晶元及管腳排列圖
在本實驗系統電路中，dtmf接收器採用的是mt8870晶元。
圖5-3是該晶元的管腳排列圖。
2.1該電路的基本特性
2.1.1提供dtmf訊號分離濾波和解碼功能，輸出相應16種dtmf頻率組合的4位並行二進位製碼。
2.1.2可外接3.579545mhz晶體，與內含振盪器產生基準頻率訊號。
2.1.3具有抑制撥號音和模擬訊號輸入增益可調的能力。
2.1.4二進位製碼為三態輸出。
2.1.5提供基準電壓（vdd／2）輸出。
2.1.6電源5v
2.1.7功耗15mw
2.1.8工藝cmos
2.1.9封裝18引線雙列直插
2.2管腳簡要說明
引出端符號說明
1、2腳in+、in- ：運放同、反相輸入端，模擬訊號或dtmf訊號從此端輸入。
3腳fb ：運放輸出端，外接反饋電阻可調節輸入放大器的增益。
4腳vref：基準電壓輸出。
5、6腳ic：內部連線端，應接地。
7、8腳osc1、osc0 ：振盪器輸入、輸出端，兩端外接3.579545mhz晶體。
9腳vcc：接正電源，通常接+5v。
10腳en：資料輸出允許端，若為高電平輸入，即允許d01~d04輸出，若為低電平輸入，則禁止d01~d04輸出。
11、14腳d01~d04：資料輸出，它是相應於16種dtmf訊號（高，低單音組合）的4位二進位制並行碼，為三態緩衝輸出。
15腳cid：延遲控制輸出，當一有效單音對被接收，ci超過vtst，輸出鎖存器被更新，則cid為高電平，若ci低於vtst，則cid返至低電平。
16腳ec0：初始控制輸出，若電路檢測出一可識別的單音對，則此端即變為高電平，若無輸入訊號或連續失真，則ec0返回低電平。
17腳ci\gt：控制輸入，若此輸入電壓高於門限值vtst，則電路將接收dtmf單音對，並鎖存相應碼字於輸出，若輸入電壓低於vtst，則電路不接收新的單音對。
18腳vss ：接負電源，通常接地。
3．電路的工作原理
它完成典型dtmf接收器的主要功能：輸入訊號的高、低頻組帶通濾波、限幅、頻率檢測與確認、解碼、鎖存與緩衝輸出及振盪，監測等，具體說就是dtmf訊號從晶元的輸入端輸入，經過輸入運放和撥號音抑制濾波器進行濾波後，分兩路分別進入高、低頻組濾波器以分離檢測出高、低頻組訊號。
如果高、低頻組訊號同時被檢測出來，便在ec0輸出高電平作為有效檢測dtmf訊號的標誌；如果dtmf訊號消失，則ec0即返至低電平，與此同時ec0通過外接r向c充電，得到ci，gt。（通常此兩端相短接）積分波形，如圖5-4所示，若經tgtp延時後，ci，gt。電壓高於門限值vtst時，產生內部標誌，這樣，該電路在出現ec0標誌時，將證實後的兩單音送往解碼器，變成4比**字並送到輸出鎖存器，而ci標誌出現時，則該碼字送到三態輸出端d01——d04，另外ci訊號經形成和延時，從cid端輸出，提供一選通脈衝，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限vtst以下，使cid也回到低電平。
圖5-4是雙音多頻訊號檢測電路原理圖。
圖5-5是它的工作時序波形圖。
圖5-4 dtmf訊號檢測電路原理圖
其中，雙音多頻訊號測試點為tpdtmf，資料輸出允許端en的測量點為tpsdt，它經反相器反向後得到。資料輸出則可以通過發光二極體d103~d100顯示出來，它代表的數是8421碼。
圖5-5 mt8870的時序圖
五．實驗內容
1．用示波器觀察傳送dtmf訊號的波形。
2．用示波器觀察dtmf訊號接收的波形。
六．實驗步驟
1． 接上交流電源線。
2． 將k11~k14、k21~k24、k31~k34、k41~k44撥向下邊；k71~k75撥向下邊；k61~k63撥向下邊，k70、k60撥向上邊。
3． 先開啟「交流開關」，指示發光二極體亮後，再分別按下直流輸出開關j8、j9，此時實驗箱上的五組電源已供電，各自發光二極體亮。
4． 按「復位」鍵進行一次上電復位，此時，cpu已對系統進行初始化處理，顯示電路迴圈顯示「p」，即可進行實驗。
5． 使用者1、使用者3接上**單機。
6． 使用者1摘機，開始撥打號碼，即按**單機上的任意鍵，用示波器的直流檔對以下測量點進行觀察並記錄波形：
6.1 tpdtmf：當有鍵按下時有雙音多頻訊號，無鍵按下時無訊號。
6.2 tpsdt：當無鍵按下時該點為高電平，有鍵按下時該點是低電平（脈衝）。
6.3 tp11：當有鍵按下時有雙音多頻訊號，無鍵按下時無訊號。
7． 按不同的鍵時，其雙音多頻訊號的波形不一樣，要仔細觀察。
8． 在按鍵過程中觀察發光二極體d103~d100與所按鍵值的關係：(顯示二極體是在該按鍵抬起的瞬間發生改變的)
d103~d100對應的是8421碼，如按下的鍵值為5時，對應的碼字為0101，發光二極體d102，d100發光。在按鍵的過程中觀察所按鍵值與發光二極體是否滿足上述對應關係。
七．注意事項
1．使程式控制交換實驗箱加電處於正常工作狀態，並嚴格遵循操作規程。
2．在測量觀察上述各測量點波形時，兩位同學一定要配合好，即一位同學按照正常撥打**的順序進行操作，另一位同學要找到相應的測量點和有關電路單元，仔細體會實驗過程中的各種實驗現象。
3．在測量tp1a時，示波器接頭的另一接地線接到tp1b上。
八．實驗報告
1．畫出dtmf接收電路的電原理圖，並能簡要分析工作過程。
交換原理實驗指導書 實驗
劉強馬立香編 電子科技大學通訊學院 目錄實驗1 程式控制交換機普通使用者基本配置實驗 1 實驗2 pstn補充業務實驗 6 實驗3 no.7信令交換實驗 9 實驗4 centrex虛擬群建立與開通 14 1 掌握在交換機上對普通使用者的基本配置方法 2 掌握時隙交換的基本原理 3 掌握使用者呼叫與時...
程式控制交換實驗指導書 增加部分
e bridge現代通訊實訓平台指導書 程式控制交換部分 深圳市訊方通訊技術 實驗十二 驗證實驗 centrex群虛擬網實驗 一 實驗目的 1 通過製作相關資料命令，實現本局部分號碼內部通話短號互撥，撥打其他號碼長號撥打。2 結合實際體會了解虛擬網的特點。3 了解運營商常用業務以及業務如何通過程式控...
化工原理實驗指導書
目錄 i 第一章總論 1 1.1化工原理實驗要求 1 1.2實驗誤差分析和資料處理 3 第二章實驗內容 21 實驗一流體阻力的測定 21 實驗二離心幫浦效能的測定 25 實驗三過濾實驗 29 實驗四傳熱綜合實驗 32 實驗五吸收實驗 42 實驗六篩板式精餾塔的操作及塔效率測定 55 實驗七洞道乾燥實...