許多連接到電話線(例如調(diào)制解調(diào)器)的產(chǎn)品都集成了稱為CPM的“呼叫進度監(jiān)控”功能。CPM電路像人類一樣“聽”臺詞,并根據(jù)他們“聽到”的內(nèi)容做出反應(yīng)。例如,除非您首先聽到撥號音,否則不應(yīng)撥打號碼。您的計算機也不應(yīng)該。
當人們監(jiān)控呼叫進度音時,音調(diào)準確性不是很重要,但是為此目的使用計算機產(chǎn)生了對音調(diào)準確性規(guī)范的需求,以防止解釋錯誤。因此,CCITT推出了北美精確有聲音調(diào)計劃(以下數(shù)據(jù)來自CCITT綠皮書,第VI-4卷):
用 | 頻率(赫茲) |
功率 (每音, 交換時) |
節(jié)奏 | |||
350 | 440 | 480 | 620 | |||
撥號 | ? | ? | -13分貝m0 | 連續(xù)的 | ||
忙 | ? | ? | -24分貝m0 |
0.5秒開啟; 0.5秒關(guān)閉 |
||
重新訂購 | ? | ? | -24分貝m0 |
0.2秒開啟; 0.3秒關(guān)閉; 或 0.3 秒開; 0.2秒關(guān)閉 |
||
響 | ? | ? | -19分貝m0 |
2秒開; 關(guān) 4 秒 |
||
呼叫等待 | ? | -13分貝m0 |
0.3秒開啟; 每 10 秒 |
圖1顯示了用于生成單音或雙音的簡單電路。它們的頻率精度必須±0.5%,并且必須按照“踏頻”列所示進行門控(μP可以控制踏頻)。該發(fā)生器適用于CPM電路測試激勵的音調(diào)生成部分等應(yīng)用。
圖1.在該音調(diào)發(fā)生器中,低通濾波器IC1的非專用運算放大器充當求和放大器。放大器的增益電平確保5V邏輯輸入不會導(dǎo)致雙音輸出發(fā)生削波。
產(chǎn)生正弦波通常比產(chǎn)生相同頻率的方波更困難。最簡單的技術(shù)是濾除所需頻率的方波;去除其諧波會給您留下基波正弦波 - 所需的信號。對于雙音發(fā)生器,您似乎需要兩個諧波消除濾波器,但如果兩個方波的頻率相當接近,則單個濾波器就可以了。
方波僅包含奇次諧波,因此要去除的最低頻率分量(臨界頻率)是低頻方波的三次諧波。濾波器必須通過更高頻率方波的基波。為避免使用兩個濾波器,這些方波頻率中的每一個都必須是濾波器開關(guān)電容時鐘的偶數(shù)除數(shù)。(此要求強制信號為方形,即占空比為50%。
作為另一個要求,低音的三次諧波與濾波器轉(zhuǎn)折頻率的比值必須大于濾波器的過渡比。(過渡比是阻帶的邊沿除以通帶的邊沿。下表總結(jié)了生成每個音調(diào)對(或音調(diào))所需的參數(shù)。
開關(guān)電容低通濾波器(IC1)的轉(zhuǎn)換比為1.5,時鐘轉(zhuǎn)角比為100,分別滿足這四組要求。例如,將截止頻率設(shè)置為 528Hz 允許 440Hz 和 480Hz 通過。由此產(chǎn)生的 792Hz 阻帶(528Hz 乘以 1.5 轉(zhuǎn)換比)阻擋了 440Hz (1320Hz) 的關(guān)鍵三次諧波,從而能夠產(chǎn)生振鈴信號。
要為振鈴信號產(chǎn)生低音和高音,請將 52.8kHz 除以除數(shù) 120 和 110。分頻方案(留給讀卡器)可以通過簡單的邏輯、PAL或上計數(shù)器/定時器芯片來實現(xiàn)。如果使用可編程分頻器,則應(yīng)在其后面使用二分頻電路,以確保50%的占空比。(其他 CPM 信號以類似的方式生成。
振鈴信號的雙音在時域(圖2)和頻域(圖3)中所示。頻域顯示發(fā)生器沒有雜散音。在某些 CPM 應(yīng)用中,音調(diào)檢測涉及頻率驗證和保護裕量的組合。通過驗證音調(diào)能量是否足以高于剩余頻譜能量,音調(diào)裕量可確保語音和其他信號不會欺騙系統(tǒng),使其認為存在 CPM 音調(diào)。
圖2.這些時域波形顯示了“振鈴”信號的低方波和高方波音調(diào)(下跡線)以及正弦濾波總和(頂部跡線)。
圖3.在圖1頂部跡線的頻譜中,最高幅度雜散(雜散頻率)比雙音電平至少低54dB。
審核編輯:郭婷
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