Электронные схемы приема сигналов двухтонального многочастотного набора

Двухтональные многочастотные сигналы набора номера, DTMF. За рядом исключений, генераторы двухтональных многочастотных сигналов достаточно просты для понимания принципа их работы, а также изготовления. Однако тональные сигналы набора, генерируемые в телефонном аппарате, должны быть правильно интерпретированы на районной АТС и преобразованы в соответствующие команды коммутации. Хотя сам по себе процесс декодирования тональных сигналов не представляет очень больших сложностей, особая природа и характеристики двухтональных многочастотных сигналов создали не совсем привычные проблемы для инженеров и разработчиков систем связи. Какое-то время оборудование для декодирования двухтональных многочастотных сигналов требовало использования сложной и дорогостоящей электронной аппаратуры, которая в силу экономических причин первоначально была предназначена для обслуживания не менее 30 абонентских линий связи каждая.

Электронные схемы для приема сигналов двухтонального многочастотного набора используются для декодирования двухтональных многочастотных сигналов набора номера, поступающих на районную АТС. Сложность задачи декодирования этих уникальных в своем роде сигналов требует использования дорогостоящего и сложного оборудования. Новые типы декодеров сигналов двухтонального многочастотного набора могут изготавливаться в виде однокристальной интегральной микросхемы.

По мере того как тональный метод набора стал получать все более широкое распространение, спрос на использование таких приемных устройств стал возрастать и будет возрастать еще больше. По мере увеличения производства таких устройств их цена должна снижаться.

На рис. 7.15а вновь приводятся значения частот двухтональных многочастотных сигналов, которые генерируются в телефонном аппарате.

Рис. 7.15.Набор частот, используемых при двухтональном многочастотном наборе, и частотная характеристика фильтра

Частоты в каждой из горизонтальных строк матрицы наборного поля (или группа низкочастотных тональных сигналов), а также частоты в каждом из вертикальных рядов матрицы (группа высокочастотных тональных сигналов) отделяются друг от друга промежутком частот, ширина которого составляет примерно 10% частотного диапазона. Группы низкочастотных и высокочастотных тональных сигналов разделяются частотным промежутком, составляющим примерно 25%.

Эти особенные значения частот были выбраны с особой тщательностью, чтобы удовлетворять сразу нескольким критериям, самым важным из которых являлось требование иметь минимальные гармонические искажения.

Приемное устройство для двухтональных многочастотных сигналов должно выполнять следующие задачи:

1. Правильно выделять парный тональный сигнал при отклонении частоты в пределах ±2% от номинального значения и не воспринимать сигналы с отклонениями в частоте ±3%.

2. Строго контролировать присутствие только одного тонального сигнала из каждой частотной группы, при этом длительность тонального сигнала должна составлять, по крайней мере, 40 мс.

3. Детектировать как два раздельных сигнала любую устойчивую пару тональных сигналов, которые разделены промежутком времени, равным 35 мс, или еще большим интервалом времени. Детектировать парный тональный сигнал в качестве того же самого сигнала, а не двух отдельных, если интервал времени между тональными парами составляет 5 мс или меньше.

4. Правильно детектировать тональные сигналы, уровень которых может изменяться в пределах 27,5 дБ динамического диапазона. Если два основных парных тональных сигнала имеют различие в амплитудах, то такое явление получило название твиста (искривления, скручивания). Схема обработки тональных многочастотных сигналов должна правильно определять тональную пару в пределах до 6 дБ твиста.

5. Правильно определять сигнал двухтонального многочастотного набора при наличии в линии связи речевого сигнала или шумов.