電話音發(fā)生器無需修剪

許多連接到電話線（例如調制解調器）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”的內容做出反應。例如，除非您首先聽到撥號音，否則不應撥打號碼。您的計算機也不應該。

當人們監(jiān)控呼叫進度音時，音調準確性不是很重要，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計劃（以下數(shù)據(jù)來自CCITT綠皮書，第VI-4卷）：

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生成部分等應用。

圖1.在該音調發(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。下表總結了生成每個音調對（或音調）所需的參數(shù)。

開關電容低通濾波器（IC1）的轉換比為1.5，時鐘轉角比為100，分別滿足這四組要求。例如，將截止頻率設置為 528Hz 允許 440Hz 和 480Hz 通過。由此產(chǎn)生的 792Hz 阻帶（528Hz 乘以 1.5 轉換比）阻擋了 440Hz （1320Hz） 的關鍵三次諧波，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 應用中，音調檢測涉及頻率驗證和保護裕量的組合。通過驗證音調能量是否足以高于剩余頻譜能量，音調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。

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（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