DTMF_FSK解碼原理和調(diào)試

1、PSTN電路模塊分析之二來電解碼原理和調(diào)試當(dāng)PSTN交換機(jī)來電時，電話線上的信號如下圖，包括鈴流信號和一段DTMF或者FSK信可以看到鈴流信號幅度很大，DTMF/FSK信號幅度很小，我們需要衰減鈴流信號，同時放大DTMF/FSK信號，才能給單片機(jī)進(jìn)行解碼。處理完的信號如下:1.FSK信號:TBItT：-300msCH2：-10mV/DC49A5dRefresh2.DTMF信號卜圖就是對來電信號進(jìn)行處理的電路第二部分UK阿大L3K整個電路可以分為2部分，第一部分可以通過二極管D80的截止，對鈴流信號的正半周期進(jìn)行反向。通過三極管Q80的截止，對鈴流信號的負(fù)半周期進(jìn)行限幅到2.8V。同時放大U=2

2、0CHUU|DTMF/FSK信號。1.我們先看第一級Q80放大參考設(shè)計VDD=3.3V,為避免Vc幅值超過03.3V,通常要求Vc的偏置=VDD/2=3.3/2=1.65VVb=0.7+Ve=0.7+(VDD-Vc)/680*100=0.7+0.24=0.94V因?yàn)镮b電流是Ic的3分之一，電流很小，R78壓降可以忽略，所以V1Nb=0.94V當(dāng)V2小于V1時，二極管D80導(dǎo)通，二極管壓降0.5,所以V2=V1-0.5=0.94-0.5=0.44V電路中通過R76,R79兩個電阻分壓，V2=3.3*100/(100+680)=0.42V,符合上面0.44V的要求。參考設(shè)計的VDD=3.3V,我

3、們實(shí)際電路的VDD=3V,就要求V2=0.42V,實(shí)測V2=0.33V,我們就不做調(diào)整了。Vc和V2的波形測試如下，所有波形都是X10檔測試的。V2波形，在DTFM信號上增加了0.29V的直流偏置。Vc的波形，整個波形范圍控制在-0.016V0.268V,直流偏置電壓為1.62V:2.D80,用于限制Q80基極的輸入電壓ERING和ETIP上除了有用的FSK和DTMF信號，還有鈴聲信號，并且幅值很大，會導(dǎo)致D80,當(dāng)鈴聲信號過大時，二極三極管Q80輸入電流過大，所以在輸入端增加一個二極管管D80就會截止。截止的電壓計算：Q80導(dǎo)通后，Vc的電壓最低為0V,當(dāng)Vc=0時Ve=(VDD-Vc)/6

4、80*100=(3-0)/680*100=0.44VVb=Ve+0.5=0.94V當(dāng)D80截止日V1-Vb=(VDD-Vb)*150/(680+150)V1=1.31V,V1和Vc成反比，所以Vc大于0,V1必須要小1.31V,所以當(dāng)V2大于1.31V時，二極管D80截止，并且在V2接近1.31V時，會進(jìn)入一個平臺期，如下面波形截止截止區(qū)域前后的兩個平臺。實(shí)際波形如下：藍(lán)色時V2的波形，黃色時V1的波形，可以看到V1大于1.28V時，二極管被截止了，這時V1的電壓時隨著Ve的電壓變化的。9«j04k5a-V1和Ve波形關(guān)系，藍(lán)色是Ve,黃色是V1,V1隨Ve變化，這是鈴流信號的正半周

5、期就進(jìn)行了反向。根據(jù)之前的計算，給二極管截止時，三極管Q80一直處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，所以此時的Vc電壓理論上為0,但是Vc電壓是受到Ve電壓鉗制的，所以Vc=Ve=Vb-0.7。我們再看另一種狀態(tài)，當(dāng)二極管導(dǎo)通時，V1=V2+0.4,當(dāng)V2下降，V1也隨之下降，下降到V1小于0.7V時，三極管Q80會進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓Vc變成一個高電平。綜合以上兩點(diǎn)，我們看到最終的Vc輸出波形如下:黃色的是三極管輸出端集電極信號，藍(lán)色是三極管輸入端基極信號。飽和時，Vc=Vb-0.7V,截止時Vc=2.88V。第二部分電路：前面已經(jīng)完成了對鈴流信號負(fù)半周期成為一個2.8V的直流高電平，這部分電路對鈴流信號經(jīng)

6、過反向后的正半周期再進(jìn)行處理,使其成為一個巾I度限制在02.8V之間的信號。同時將衰減后的DTMF/FSK信號再次放大。首先看下二極管D81,當(dāng)正常掛機(jī)狀態(tài)時，CTR_RCB是低電平，D81導(dǎo)通，V1電壓等于0.3V,Vb分壓后等于0.3*4.7/(2.2+4.7)=0.2V,三極管Q81是截止?fàn)顟B(tài)。DTMFI信號是一個高電平Vc=3*5.1/(5.1+0.51)=2.7V,這里二極管導(dǎo)通后，47K電阻忽略。實(shí)測電壓為：V1=0.3V,Vb=1.99V,Vc=2.64V,符合計算。來電時，CTR_RCV被拉高，二極管D81截止，三極管Vb電壓為1.12V,三極管正常工作。之前Q80放大后的DT

7、MF信號實(shí)際已經(jīng)可以給單片機(jī)解碼了，但是其中的鈴流信號的幅值很大，還是會對芯片造成干擾或者損壞，所以通過C81對信號進(jìn)行隔直衰減后，再通過一個三極管Q81放大，最終再解碼這個信號。通過電容C81隔直衰減后的信號Vb:鈴流信號隔直衰減:DTMF信號隔直衰減:三極管Q81同樣要將輸出信號Vc控制在03V,直流偏置電壓Vc=VDD/2=1.5V,根據(jù)電阻計算，Vc直流偏置1.5V時，Vb的直流偏置電壓要求0.51Vo但是這里有一個區(qū)別，Q81的基極電壓是通過Vc的，就是在三極管穩(wěn)定工作后，基極的電壓Vb=1.5*4.7/(5.1+2.2+4.7)=0.58V,滿足上面的計算要求。實(shí)測三極管輸入輸出信號如下:其中鈴聲信號如下，輸出信號的幅度被控制在02.62V之間，其中輸入信號過低，會導(dǎo)致三極管截止，就是圖中的高電平部分。TBiOrmT;2961CH2-277mV/DC71B30RefrwhU(CHA),V1：202OOmVV2：<4600mVAV：JOBOOmlV仁由l&EH1CH2somvCHiDTMF輸入信號:VArnp：e0Q0mVtn；5熾981nDtV+：跖52*v