电话音发生器无需修剪

许多连接到电话线（例如调制解调器）的产品都集成了称为CPM的“呼叫进度监控”功能。CPM电路像人类一样“听”台词，并根据他们“听到”的内容做出反应。例如，除非您首先听到拨号音，否则不应拨打号码。您的计算机也不应该。

当人们监控呼叫进度音时，音调准确性不是很重要，但是为此目的使用计算机产生了对音调准确性规范的需求，以防止解释错误。因此，CCITT推出了北美精确有声音调计划（以下数据来自CCITT绿皮书，第VI-4卷）：

 

用	频率（赫兹）				功率 （每音， 交换时）	节奏
	350	440	480	620
拨号	✓	✓			-13分贝m0	连续的
忙			✓	✓	-24分贝m0	0.5秒开启; 0.5秒关闭
重新订购			✓	✓	-24分贝m0	0.2秒开启; 0.3秒关闭; 或 0.3 秒开; 0.2秒关闭
响		✓	✓		-19分贝m0	2秒开; 关 4 秒
呼叫等待		✓			-13分贝m0	0.3秒开启; 每 10 秒

 

图1显示了用于生成单音或双音的简单电路。它们的频率精度必须±0.5%，并且必须按照“踏频”列所示进行门控（μP可以控制踏频）。该发生器适用于CPM电路测试激励的音调生成部分等应用。

图1.在该音调发生器中，低通滤波器IC1的非专用运算放大器充当求和放大器。放大器的增益电平确保5V逻辑输入不会导致双音输出发生削波。

产生正弦波通常比产生相同频率的方波更困难。最简单的技术是滤除所需频率的方波;去除其谐波会给您留下基波正弦波 - 所需的信号。对于双音发生器，您似乎需要两个谐波消除滤波器，但如果两个方波的频率相当接近，则单个滤波器就可以了。

方波仅包含奇次谐波，因此要去除的最低频率分量（临界频率）是低频方波的三次谐波。滤波器必须通过更高频率方波的基波。为避免使用两个滤波器，这些方波频率中的每一个都必须是滤波器开关电容时钟的偶数除数。（此要求强制信号为方形，即占空比为50%。

作为另一个要求，低音的三次谐波与滤波器转折频率的比值必须大于滤波器的过渡比。（过渡比是阻带的边沿除以通带的边沿。下表总结了生成每个音调对（或音调）所需的参数。

开关电容低通滤波器（IC1）的转换比为1.5，时钟转角比为100，分别满足这四组要求。例如，将截止频率设置为 528Hz 允许 440Hz 和 480Hz 通过。由此产生的 792Hz 阻带（528Hz 乘以 1.5 转换比）阻挡了 440Hz （1320Hz） 的关键三次谐波，从而能够产生振铃信号。

要为振铃信号产生低音和高音，请将 52.8kHz 除以除数 120 和 110。分频方案（留给读卡器）可以通过简单的逻辑、PAL或上计数器/定时器芯片来实现。如果使用可编程分频器，则应在其后面使用二分频电路，以确保50%的占空比。（其他 CPM 信号以类似的方式生成。

振铃信号的双音在时域（图2）和频域（图3）中所示。频域显示发生器没有杂散音。在某些 CPM 应用中，音调检测涉及频率验证和保护裕量的组合。通过验证音调能量是否足以高于剩余频谱能量，音调裕量可确保语音和其他信号不会欺骗系统，使其认为存在 CPM 音调。

图2.这些时域波形显示了“振铃”信号的低方波和高方波音调（下迹线）以及正弦滤波总和（顶部迹线）。

图3.在图1顶部迹线的频谱中，最高幅度杂散（杂散频率）比双音电平至少低54dB。

审核编辑：郭婷