DTMF_FSK解码原理和调试

1、PSTN电路模块分析之二来电解码原理和调试当PSTN交换机来电时，电话线上的信号如下图，包括铃流信号和一段DTMF或者FSK信可以看到铃流信号幅度很大，DTMF/FSK信号幅度很小，我们需要衰减铃流信号，同时放大DTMF/FSK信号，才能给单片机进行解码。处理完的信号如下:1.FSK信号:TBItT：-300msCH2：-10mV/DC49A5dRefresh2.DTMF信号卜图就是对来电信号进行处理的电路第二部分UK阿大L3K整个电路可以分为2部分，第一部分可以通过二极管D80的截止，对铃流信号的正半周期进行反向。通过三极管Q80的截止，对铃流信号的负半周期进行限幅到2.8V。同时放大U=2

2、0CHUU|DTMF/FSK信号。1.我们先看第一级Q80放大参考设计VDD=3.3V,为避免Vc幅值超过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因为Ib电流是Ic的3分之一，电流很小，R78压降可以忽略，所以V1Nb=0.94V当V2小于V1时，二极管D80导通，二极管压降0.5,所以V2=V1-0.5=0.94-0.5=0.44V电路中通过R76,R79两个电阻分压，V2=3.3*100/(100+680)=0.42V,符合上面0.44V的要求。参考设计的VDD=3.3V,我

3、们实际电路的VDD=3V,就要求V2=0.42V,实测V2=0.33V,我们就不做调整了。Vc和V2的波形测试如下，所有波形都是X10档测试的。V2波形，在DTFM信号上增加了0.29V的直流偏置。Vc的波形，整个波形范围控制在-0.016V0.268V,直流偏置电压为1.62V:2.D80,用于限制Q80基极的输入电压ERING和ETIP上除了有用的FSK和DTMF信号，还有铃声信号，并且幅值很大，会导致D80,当铃声信号过大时，二极三极管Q80输入电流过大，所以在输入端增加一个二极管管D80就会截止。截止的电压计算：Q80导通后，Vc的电压最低为0V,当Vc=0时Ve=(VDD-Vc)/6

4、80*100=(3-0)/680*100=0.44VVb=Ve+0.5=0.94V当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必须要小1.31V,所以当V2大于1.31V时，二极管D80截止，并且在V2接近1.31V时，会进入一个平台期，如下面波形截止截止区域前后的两个平台。实际波形如下：蓝色时V2的波形，黄色时V1的波形，可以看到V1大于1.28V时，二极管被截止了，这时V1的电压时随着Ve的电压变化的。9«j04k5a-V1和Ve波形关系，蓝色是Ve,黄色是V1,V1随Ve变化，这是铃流信号的正半周

5、期就进行了反向。根据之前的计算，给二极管截止时，三极管Q80一直处于饱和导通状态，所以此时的Vc电压理论上为0,但是Vc电压是受到Ve电压钳制的，所以Vc=Ve=Vb-0.7。我们再看另一种状态，当二极管导通时，V1=V2+0.4,当V2下降，V1也随之下降，下降到V1小于0.7V时，三极管Q80会进入截止状态，输出电压Vc变成一个高电平。综合以上两点，我们看到最终的Vc输出波形如下:黄色的是三极管输出端集电极信号，蓝色是三极管输入端基极信号。饱和时，Vc=Vb-0.7V,截止时Vc=2.88V。第二部分电路：前面已经完成了对铃流信号负半周期成为一个2.8V的直流高电平，这部分电路对铃流信号经

6、过反向后的正半周期再进行处理,使其成为一个巾I度限制在02.8V之间的信号。同时将衰减后的DTMF/FSK信号再次放大。首先看下二极管D81,当正常挂机状态时，CTR_RCB是低电平，D81导通，V1电压等于0.3V,Vb分压后等于0.3*4.7/(2.2+4.7)=0.2V,三极管Q81是截止状态。DTMFI信号是一个高电平Vc=3*5.1/(5.1+0.51)=2.7V,这里二极管导通后，47K电阻忽略。实测电压为：V1=0.3V,Vb=1.99V,Vc=2.64V,符合计算。来电时，CTR_RCV被拉高，二极管D81截止，三极管Vb电压为1.12V,三极管正常工作。之前Q80放大后的DT

7、MF信号实际已经可以给单片机解码了，但是其中的铃流信号的幅值很大，还是会对芯片造成干扰或者损坏，所以通过C81对信号进行隔直衰减后，再通过一个三极管Q81放大，最终再解码这个信号。通过电容C81隔直衰减后的信号Vb:铃流信号隔直衰减:DTMF信号隔直衰减:三极管Q81同样要将输出信号Vc控制在03V,直流偏置电压Vc=VDD/2=1.5V,根据电阻计算，Vc直流偏置1.5V时，Vb的直流偏置电压要求0.51Vo但是这里有一个区别，Q81的基极电压是通过Vc的，就是在三极管稳定工作后，基极的电压Vb=1.5*4.7/(5.1+2.2+4.7)=0.58V,满足上面的计算要求。实测三极管输入输出信号如下:其中铃声信号如下，输出信号的幅度被控制在02.62V之间，其中输入信号过低，会导致三极管截止，就是图中的高电平部分。TBiOrmT;2961CH2-277mV/DC71B30RefrwhU(CHA),V1：202OOmVV2：<4600mVAV：JOBOOmlV仁由l&EH1CH2somvCHiDTMF输入信号:VArnp：e0Q0mVtn；5炽981nDtV+：跖52*v