Generator și Receptor DTMF

Introducere

DTMF ( Dual Tone Multifrequency ) reprezinta un sistem de semnalizare care inlocuieste semnalizarea clasica, cu pulsuri, in reteaua telefonica.De asemenea sistemul DTMF este utilizat si in alte aplicatii : sisteme bancare prin telefon, posta electronica pe linie telefonica, control la distanta prin telefon.

Un semnal multifrecventa ( DTMF ) reprezinta o suma de doua sinusoide convenabil alese; exista mai multe standarde DTMF care difera prin numarul de frecvente alese si de valoarea acestora.Cel mai utilizat este standardul CCITT care recomanda doua grupuri de frecvente : un grup de frecvente joase (697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, 941 Hz) si un grup de frecvente inalte ( 1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz, 1633 Hz).Sunt 16 astfel de tonuri fiecare compus dintr-o frecventa de linie si o frecventa de coloana. Sunt astfel formate zece cifre (0 - 9), tonurile de diez (#) si star (*) si patru tonuri speciale(A, B, C, D).

1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 HZ

696 Hz 1 2 3 A

770 Hz 4 5 6 B

852 Hz 7 8 9 C

941 Hz * 0 # D

Avantajele utilizarii procesorului de semnal ADSP 2181 in generarea si receptia tonurilor DTMF sunt urmatoarele:

-precizie ridicata in generarea frecventelor necesare

-modificarea simpla a standardului DTMF(prin schimbarea structurii de date a programului

-posibilitatea implementarii unor sisteme de generare si receptie DTMF multicanal

In program sunt executate instructiunile in 300 ciclii (aproximativ), fiecare ciclu avand o durata de 30 ns,asta inseamna 9 microsecunde in total pt o prelucrare a unui esantion.

Frecventa de esantionare este de 8kHz ceea ce inseamna ca avem o perioada de esantionare de 125 microsecunde.

Pentru implementarea generatorului DTMF se alege combinaţia codec AD1487 si un procesor ADSP 2181. Semnalul digital de la iesirea procesorului de semnal e transferat prin intermediul portului serial la un convertor digital-analog in cadrul codecului AD1487, de unde se obtine un semnal analogic cules pe o linia telefonica.

Schema bloc a generatorului DTMF

Schema bloc a receptorului DTMF

Generarea tonurilor DTMF

Generarea tonurilor multifrecventa poate fi realizata prin calcul matematic ale celor 2 esantioane de sinusoida (corespunzator celor 2 frecvente necesare) dupa care se efectueaza suma acestora.

Organigrama simplificata pentru un program de generare a tonurilor DTMF este prezentata in figura de mai jos:

Se utilizeaza subrutina de calcul a esantioanelor de semnal sinusoidal.

Generarea functiei sinus

Functia sinus poate fi aproximata prin urmatoarea formula:

Sin(x)=3,140625*x+0,02026367*x2-5,325196*x3+0,5446778*x4+1,800293*x5

Formula este valabila pentru x intre 0 si 90 grade(primul cadran). Avand in vedere ca sin (-x)=-sin(x) si sin(x)=sin(180-x) putem obtine sin(x) pentru intreg cercul trigonometric.

Coeficientii care apar in formula trebuie reprezentati in format 4.12. Argumentul x va fi in format 1.15.

Se considera ca x este cuprins intre –180 si 180, deci valoarea de –180 corespunde valorii minime(-1 in format 1.15) si valoarea de 180 corespunde valorii maxime (+1 in format 1.15) ca in figura de mai jos