双音多频检测实验

双音多频检测实验一、实验目的1、加强对用户接口信令的认识与理解2、掌握双音多频检测的基本原理3、熟悉CM8870双音多频检测器件的性能及使用方法二、实验仪器1、JH5001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台3、数字存贮示波器一台4、电话机二部三、实验原理用户接口上的信令又可分为线路信令与地址信令（也称之为记发器信令）。线路信令主要反映了二线用户话机的状态：摘机或挂机，此类信令一般由SLIC电路检测（该方面已包括在前面的实验中）；地址信令主要是用户发送的号码信令，该类信令一般由双音多频检测器进行检测。用户线上的地址信令存在两种技术标准：1、脉冲拨号方式：脉冲拨号方式是按一定的断续比和速率来断、续电话线的环路来发出号码信号。脉冲拨号主要在早期的步进制交换机中采用，其缺点是拨号速度慢、脉冲产生变异易引起交换机误动作等，随着技术的发展已逐渐被双音多频拨号方式所取代。2、双音多频DTMF（DualToneMultifrequency)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），按照双音组合的原理，它必须有8种不同的单音频信号，由于采用的频率有8种，故又称之为多频，又因以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。根据CCITT的建议，国际上采用697HZ、770HZ、852HZ、表6.2.1DTMF号码组合高频低频1209133614471633697123A770456B852789C941*0#D941HZ、1209HZ、1336HZ、1477HZ和1633HZ，把这8种频率分成两个群，即低频群和高频群，从低频群和高频群中任意各抽出一种频率进行组合，共有16种不同组合，各代表16种不同数字号码或功能，DTMF号码组合见表6.2.1。在双音多频检测模块中，采用CM8870进行双音频信号的检测。双音多频信号输入后，经过信号放大和滤波，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，并对检测的结果按表6.2.2进行译码、锁存。DTMF模块组成框图见图6.2.1。拨号音滤波器高频群滤波器低频群滤波器数字检测编码转换锁存输出D0TP303D1TP304D2TP305D3TP306双音多频码TP302检测有效K301TP301-+···TN··输入CM8870图6.2.1DTMF模块组成框图四、实验内容准备工作：将通信原理综合实验系统上电话1模块内发、收增益选择跳线开关K101、K102设置在N位置（左端），电话2模块内发、收增益选择跳线开关K201、K202设置在N位置（左端）；DTMF1模块内增益选择跳线开关K301设置在N位置（左端），DTMF2模块表6.2.2DTMF检测输出逻辑fL（Hz）fH(Hz)NO.END04D03D02D0169712091HLLLH69713362HLLHL69714773HLLHH77012094HLHLL77013365HLHLH77014776HLHHL85212097HLHHH85213368HHLLL85214779HHLLH94113360HHLHL9411209*HHLHH9411477#HHHLL6971633AHHHLH7701633BHHHHL8521633CHHHHH9411633DHLLLLLZZZZ内增益选择跳线开关K401设置在N位置（左端）；ADPCM1模块内输入信号选择跳线开关K501设置在N位置（左端），发、收增益选择跳线开关K502、K503设置在N位置（1_2：左端），输入数据选择跳线开关K504设置在ADPCM2位置（中间）；ADPCM2模块内输入信号选择跳线开关K601设置在N位置（左端），发、收增益选择跳线开关K602、K603设置在N位置（1_2：左端），输入数据选择跳线开关K604设置在ADPCM1位置。将2部电话机分别接入PHONE1和PHONE2插座，然后加电。实验箱正常工作时可用示波器在测试点TPMZ07测量到脉冲信号，否则复位系统。测量时，先通过拨号在话机1和话机2之间建立话音链路，下面所有实验均在电话1模块上进行测试。1.DTMF信号测试摘机，依次按下话机上的各个键，用示波器测量DTMF1模块输入信号测试点TP301的波形。可用FFT查看其频率成分。在拨号时，如果其编号频率较近，则其波形具有较好的差拍效应（即可观测到波形具有包络特性），画下测量波形示意图通过拨号在话机1和话机2之间建立话音链路。2.DTMF信号的检测与编码摘机，按下话机上的键不放，依次测量TP303、TP304、TP305、TP306的波形，对照表6.2.2检查其号码检测是否正确。3.DTMF检测时延判断摘机，用数字存贮示波器测量TP302和TP301测试点波形，以TP302上升沿作同步（当检测到DTMF信号时，TP302由低电平跳变到高电平），并以其前沿作触发。按下话机键，测量DTMF检测器的检测时延（DTMF信号到达时刻与检测信号TP302的前沿时间差）；这一检测时延的存在是由于两个方面的原因：（1）CM8870在检测到DTMF信号时，其管脚16（EC0）输出高电平，这一检测过程存在时延。（2）积分时延（信号证实时延）。在第16脚（EC0）变为高电平时，16脚（EC0）通过外接电阻R304向C302充电，当第17脚（CI/GT0）电压高于门限值，产生内部标志，检测的结果变成4比特码字送到输出锁存器，并从CID端输出一高电平。检测时延电路存在的目的是具有抗噪性能，避免误检测，提高CM8870对DTMF检测的可靠性。4.DTMF信号检测灵敏度将输入信号增益选择跳线开关K301设置在T位置。摘机后，按下话机上的键不放，用示波器同时测量TP302和TP301测试点波形。调整电位器W301直至TP302由高电平变为低电平，说明此时CM8870已不能正确对DTMF进行检测，用示波器读出此时TP301测试点的DTMF信号电平。实验表明CM8870芯片对DTMF信号检测具有较高的灵敏度。