許多連接到電話線（例如調(diào)制解調(diào)器）的產(chǎn)品都集成了稱為CPM的“呼叫進(jìn)度監(jiān)控”功能。CPM電路像人類一樣“聽(tīng)”臺(tái)詞，并根據(jù)他們“聽(tīng)到”的內(nèi)容做出反應(yīng)。例如，除非您首先聽(tīng)到撥號(hào)音，否則不應(yīng)撥打號(hào)碼。您的計(jì)算機(jī)也不應(yīng)該。

當(dāng)人們監(jiān)控呼叫進(jìn)度音時(shí)，音調(diào)準(zhǔn)確性不是很重要，但是為此目的使用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生了對(duì)音調(diào)準(zhǔn)確性規(guī)范的需求，以防止解釋錯(cuò)誤。因此，CCITT推出了北美精確有聲音調(diào)計(jì)劃（以下數(shù)據(jù)來(lái)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(jiǎn)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(jìn)行門控（μP可以控制踏頻）。該發(fā)生器適用于CPM電路測(cè)試激勵(lì)的音調(diào)生成部分等應(yīng)用。

圖1.在該音調(diào)發(fā)生器中，低通濾波器IC1的非專用運(yùn)算放大器充當(dāng)求和放大器。放大器的增益電平確保5V邏輯輸入不會(huì)導(dǎo)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(jiǎn)單的技術(shù)是濾除所需頻率的方波;去除其諧波會(huì)給您留下基波正弦波 - 所需的信號(hào)。對(duì)于雙音發(fā)生器，您似乎需要兩個(gè)諧波消除濾波器，但如果兩個(gè)方波的頻率相當(dāng)接近，則單個(gè)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(guò)更高頻率方波的基波。為避免使用兩個(gè)濾波器，這些方波頻率中的每一個(gè)都必須是濾波器開(kāi)關(guān)電容時(shí)鐘的偶數(shù)除數(shù)。（此要求強(qiáng)制信號(hào)為方形，即占空比為50%。

作為另一個(gè)要求，低音的三次諧波與濾波器轉(zhuǎn)折頻率的比值必須大于濾波器的過(guò)渡比。（過(guò)渡比是阻帶的邊沿除以通帶的邊沿。下表總結(jié)了生成每個(gè)音調(diào)對(duì)（或音調(diào)）所需的參數(shù)。

開(kāi)關(guān)電容低通濾波器（IC1）的轉(zhuǎn)換比為1.5，時(shí)鐘轉(zhuǎn)角比為100，分別滿足這四組要求。例如，將截止頻率設(shè)置為 528Hz 允許 440Hz 和 480Hz 通過(guò)。由此產(chǎn)生的 792Hz 阻帶（528Hz 乘以 1.5 轉(zhuǎn)換比）阻擋了 440Hz （1320Hz） 的關(guān)鍵三次諧波，從而能夠產(chǎn)生振鈴信號(hào)。

要為振鈴信號(hào)產(chǎn)生低音和高音，請(qǐng)將 52.8kHz 除以除數(shù) 120 和 110。分頻方案（留給讀卡器）可以通過(guò)簡(jiǎn)單的邏輯、PAL或上計(jì)數(shù)器/定時(shí)器芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果使用可編程分頻器，則應(yīng)在其后面使用二分頻電路，以確保50%的占空比。（其他 CPM 信號(hào)以類似的方式生成。

振鈴信號(hào)的雙音在時(shí)域（圖2）和頻域（圖3）中所示。頻域顯示發(fā)生器沒(méi)有雜散音。在某些 CPM 應(yīng)用中，音調(diào)檢測(cè)涉及頻率驗(yàn)證和保護(hù)裕量的組合。通過(guò)驗(yàn)證音調(diào)能量是否足以高于剩余頻譜能量，音調(diào)裕量可確保語(yǔ)音和其他信號(hào)不會(huì)欺騙系統(tǒng)，使其認(rèn)為存在 CPM 音調(diào)。

圖2.這些時(shí)域波形顯示了“振鈴”信號(hào)的低方波和高方波音調(diào)（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