Menu English Ukrainian Rosyjski Strona główna

Bezpłatna biblioteka techniczna dla hobbystów i profesjonalistów Bezpłatna biblioteka techniczna


ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Detektor z filtrem wąskopasmowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Telefonia

Komentarze do artykułu Komentarze do artykułu

W artykule opisano zastosowanie odbiornika KT3170 DTMF jako wąskopasmowego detektora jednotonowego sygnału sinusoidalnego w zakresie częstotliwości akustycznych do 5 kHz. Urządzenie charakteryzuje się wysoką wydajnością.

W amatorskim radiu i praktyce zawodowej często konieczne jest rozwiązanie problemów filtrowania wąskopasmowego sygnałów o niskiej częstotliwości z ich późniejszym wykrywaniem i przetwarzaniem cyfrowym w celu ustalenia, czy sygnał należy do określonej częstotliwości lub grupy częstotliwości. Przykładem tego są odbiorniki sygnału DTMF szeroko stosowane w telefonii (wybieranie tonowe) i komunikacji radiowej (osobiste wywołanie radiowe).

Zwykle do identyfikacji sygnałów sinusoidalnych w telefonii, telemechanice stosuje się filtry analogowe (aktywne lub pasywne), dostrojone do żądanych częstotliwości. Wybrany sygnał jest wykrywany, podawany do komparatora, z którego usunięto już logiczny sygnał obecności lub braku tonu o danej częstotliwości. Takie detektory są dość nieporęczne i nie zawsze spełniają wymagania dotyczące stabilności częstotliwości przy zmianach temperatury i napięcia zasilania.

Wraz z pojawieniem się technologii przełączanych filtrów kondensatorów (SCT) zadanie osiągnięcia wysokiej stabilnej wydajności filtra zostało znacznie uproszczone. Wiele firm zagranicznych produkuje różnego rodzaju filtry wykonane w tej technologii. Na przykład MAXIM produkuje szeroką gamę zintegrowanych aktywnych filtrów pasmowoprzepustowych i odrzucających, filtrów dolnoprzepustowych i górnoprzepustowych o charakterystyce Czebyszewa. Butterwortha, Bessela, Gaussa różnych rzędów (od 2 do 9), dla których za pomocą zworek można zaprogramować częstotliwość środkową/częstotliwość odcięcia od dziesiątych części herca do 100...200 kHz oraz współczynnik jakości od 0,5 do 64 za pomocą zworek lub poniżej sterowanie mikroprocesorem.

Taka wszechstronność oczywiście nie może nie wpływać na cenę tych produktów. Ich koszt od krajowych dealerów jest dość wysoki, nie zawsze jest łatwo je kupić, a użycie sygnałów jednotonowych jako detektora wymaga, jak wspomniano powyżej, wykrywania i dalszego przetwarzania cyfrowego.

W tym przypadku interesujące wydaje się zastosowanie odbiornika sygnału DTMF KT3170 firmy SAMSUNG (analogicznie do MV8870 firmy GEC PLESSEY SEMICONDUCTOR), który sprawdził się w systemach telefonicznych i radiowych. Krajowym analogiem KT3170 jest mikroukład KR1008VZh18 wyprodukowany przez Mińską NPO Integral.

Ten odbiornik umożliwia dekodowanie 16 standardowych par tonów na kod 4-bitowy. Wykonany w technologii CMOS z wykorzystaniem przełączanych filtrów pasmowo-przepustowych kondensatorów, posiada następujące cechy:

type="dysk">
  • wąskie pasmo (1,5% częstotliwości środkowej);
  • szeroki zakres dynamiki sygnału wejściowego (od 77 mV do 2.45 V);
  • wysoka impedancja wejściowa na wejściach analogowych IN+/IN -- 10 MΩ (typowa wartość przy 1 kHz);
  • niski pobór mocy - 15 mW;
  • wysoka stabilność parametrów częstotliwościowych w szerokim zakresie temperatur (od -40°С do +85°С).
  • Jednak ten odbiornik dekoduje tylko pary standardowych częstotliwości DTMF z górnego i dolnego pasma częstotliwości określonych przez częstotliwość oscylatora (domyślnie 3,58 MHz). i nie reaguje na sygnały jednotonowe.

    Zasadę dekodowania sygnału jednoczęstotliwościowego przedstawiono na schemacie blokowym (ryc. 1).

    Detektor z filtrem wąskopasmowym

    Ponieważ odbiornik DTMF dekoduje tylko pary częstotliwości, konieczne jest dodanie na jego wejściu do badanego sygnału jednotonowego o częstotliwości Fc przykładowej częstotliwości F0, która uzupełnia go do standardowej pary. W konsekwencji na wejście odbiornika DTMF zostanie wysłany sygnał dwutonowy, który jest dekodowany w zwykły sposób.

    Jako generator sygnału odniesienia wygodnie jest użyć generatora DTMF TR5088 (TP5089), który ma tryb generowania sygnału jednotonowego. Ponieważ odbiornik DTMF i oscylator są zsynchronizowane z jednego wewnętrznego oscylatora kwarcowego, standardowe pary są tworzone automatycznie.

    Rozważ schemat urządzenia na przykładzie detektora sygnału faksu (ryc. 2).

    Detektor z filtrem wąskopasmowym
    (kliknij, aby powiększyć)

    Czujka musi reagować na obecność w linii komunikacyjnej sygnału o częstotliwości 1100 ± 15 Hz o czasie trwania 0,5 s, który jest wysyłany przez faks wywołujący w momencie nawiązania połączenia do transmisji danych faksowych.

    Odbiornik DTMF DD2 włącza się zgodnie ze standardowym schematem. Wzmacniacz operacyjny wbudowany w układ odbiornika jest uwzględniony jako suma ze współczynnikiem przenoszenia równym 1. Impedancja wejściowa dla badanego sygnału jest określona przez rezystancję rezystora R2 i wynosi 100 kOhm. Częstotliwość zegara jest stabilizowana przez rezonator kwarcowy ZQ1. Impulsy zegarowe są podawane zarówno do odbiornika DD2, jak i do generatora DD1.

    Łańcuch rozrządu C5R5. podłączony do pinu ESO, służy do ochrony przed ewentualnymi zakłóceniami, w tym mową, zapewniając czasową filtrację sygnału. Za jego pomocą sprawdzany jest czas trwania odbieranego sygnału. Sygnały krótsze niż określony czas trwania są ignorowane. Sprawdza również poprawną pauzę między znakami. Innymi słowy, mikroukład nie przyjmie sygnałów DTMF krótszych niż dopuszczalny czas trwania i nie uwzględni utraty sygnału krótszego niż dopuszczalna przerwa. Przy ocenach wskazanych na schemacie czas ten wynosi 80 ... 100 ms.

    Chip TP5088 firmy National Semiconductor to generator sygnału DTMF sterowany przez mikrokontroler. Jego wejścia DO - D3 (kołki 9 - 12) zasilane są binarnym odpowiednikiem cyfr, znaków lub liter (Tabela 1).

    Detektor z filtrem wąskopasmowym

    Gdy wejście TE (pin 2) jest w stanie niskim, układ DD1 znajduje się w trybie mikropoboru i nie ma sygnału na wyjściu TOUT (pin 14). Kiedy poziom na wejściu TE zmienia się z niskiego na wysoki, dane na wejściach D0-D3 są zapisywane w rejestrze mikroukładu, uruchamiany jest wewnętrzny generator (jeśli ma własny obwód czasowy). W tym przypadku na wyjściu TOUT pojawia się sygnał wybranej pary tonów ze standardowych częstotliwości DTMF i jest obecny do ponownego pojawienia się niskiego poziomu na wejściu TE. Wyjście TOUT - z otwartym emiterem. Wykresy czasowe pracy generatora i parametrów sygnału przedstawiono na rys. 3.

    Detektor z filtrem wąskopasmowym

    Kondensator C1, zainstalowany na wejściu TE, wraz z wewnętrznym rezystorem mikroukładu tworzą obwód do uruchamiania generatora po przyłożeniu napięcia zasilania. Jest ustawiany, jeśli dekoder tonów jest używany autonomicznie (bez mikrokomputera).

    Wejście STE (pin 3) steruje generowaniem jednego lub pary tonów. Gdy jest podłączony do dodatniego zacisku zasilacza lub nie jest w ogóle podłączony, generowanych jest kilka tonów. W naszym przypadku wejście to jest podłączone do wspólnego przewodu w celu wygenerowania sygnału jednotonowego. Sygnał na wejściu GS (pin 4) warunkuje generację sygnału jednotonowego z górnej lub dolnej grupy częstotliwości (Tabela 1). Niski poziom na tym wejściu generuje sygnał o częstotliwości z dolnej grupy, a wysoki (lub zablokowane wejście) sygnał z górnej grupy.

    Podajmy teraz metodę obliczania częstotliwości oscylatora głównego, który określa częstotliwość generowania sygnału jednotonowego, aw rezultacie częstotliwość strojenia dekodera tonowego. W tym celu wyznaczamy współczynniki podziału częstotliwości zegara odpowiednio dla każdej częstotliwości tonu standardowego sygnału DTMF za pomocą wzorów empirycznych: k=Fn/Fg lub k = Fv/Fn, gdzie Fn jest częstotliwością z niższej grupy w hercach. Fв - częstotliwość z górnej grupy w hercach. Fg to częstotliwość oscylatora głównego w megahercach. Współczynniki są obliczane dla standardowych częstotliwości DTMF, tj. przy częstotliwości oscylatora głównego 3,579545 MHz (3,58 MHz). Wyniki obliczeń - w tabeli. 2.

    Detektor z filtrem wąskopasmowym

    Następnie dla żądanej częstotliwości dekodera tonu 1100 Hz wyznaczamy obliczoną częstotliwość oscylatora głównego Fr dla każdego k korzystając ze wzorów podanych powyżej i wybieramy rezonator kwarcowy na częstotliwość jak najbardziej zbliżoną do obliczonej (Tabela 2 , kolumna 4). W tym przypadku jest to częstotliwość wspólnego rezonatora 4.608 MHz. Na tej podstawie obliczamy częstości za pomocą tego samego wzoru (Tabela 2, kolumna 5).

    Jak widać z tabeli. 2, oryginalna częstotliwość dekodera tonu 1100 Hz (obliczona 1097 Hz) odpowiada częstotliwości Ft0 z niższej grupy. Teraz, jeśli wybierzesz dowolną z górnej grupy jako częstotliwość pomocniczą, na przykład FB1 = 1557 Hz. i użyj tabeli prawdy odbiornika i generatora DTMF (patrz Tabela 1), możesz określić kod binarny. który należy przyłożyć na wejście generatora DTMF, aby otrzymać sygnał o częstotliwości 1557 Hz, oraz kod odczytany z wyjść odbiornika DTMF. odpowiadający sygnałowi wejściowemu o częstotliwości 1100 Hz.

    Generator wygeneruje sygnał o częstotliwości 1557 Hz, gdy do jego wejść zostanie przyłożony kod binarny, odpowiadający wszystkim symbolom, których częstotliwości tonalne mają częstotliwość Fv1, a mianowicie: „1”, „4”. „7”, W tym przypadku oczywiście należy zastosować wysoki poziom logiczny na wejściu GS układu DDI. Schemat (patrz ryc. 2) przedstawia podanie kodu odpowiadającego cyfrze „1”. Kod na wyjściu odbiornika DTMF będzie odpowiadał liczbie „7” (częstotliwości tonu F&3 i F&1).

    Jest całkiem oczywiste, że jednym odbiornikiem można określić do czterech sygnałów jednotonowych. W naszym przykładzie są to sygnały o częstotliwościach 899, 991, 1097 (nasz sygnał faksu) i 1212 Hz. Te cztery sygnały identyfikowane są kodem odczytanym z wyjść DD2 w obecności sygnału strobującego na wyjściu DSO (pin 15). który pojawia się za każdym razem, gdy odbiornik wykryje jedną ze wskazanych częstotliwości. Jeżeli wiadomo na pewno, że w kanale może występować tylko jedna częstotliwość, dopuszczalne jest użycie tylko wyjścia DSO jako wyjścia dekodera tonowego.

    W tym miejscu należy zauważyć, że algorytm cyfrowego przetwarzania sygnału zapewnia ochronę przed odbiorem przypadkowo dopasowanych sygnałów, w szczególności mowy, a także w obecności więcej niż dwóch częstotliwości sygnału. Należy wziąć pod uwagę tę cechę.

    Do urządzeń wolnostojących, tj. niesterowanych przez mikrokontroler lub komputer. chip TP5089 może być również używany jako generator. posiadające wejścia do podłączenia klawiatury matrycowej 4x4. Zamykając odpowiednie wnioski kolumn i rzędów między sobą lub wspólnym drutem, osiągają generowanie sygnału jednotonowego o wymaganej częstotliwości.

    Opcje konstruowania węzłów dekodujących pokazano na ryc. cztery.

    Detektor z filtrem wąskopasmowym

    Ponieważ dane na wyjściu odbiornika DD2 są wprowadzane do zatrzasku i przechowywane w nim po zadziałaniu sygnału DSO, dekodery muszą być bramkowane sygnałem DSO.

    Maksymalna częstotliwość głównego oscylatora, przy której te mikroukłady działają stabilnie, wynosi 9-10 MHz. Dlatego maksymalna częstotliwość wykrywana przez odbiornik mieści się w przedziale 4100 ..4560 Hz.

    Autor: O.Potapenko, Rostów nad Donem

    Zobacz inne artykuły Sekcja Telefonia.

    Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

    << Wstecz

    Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

    Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

    Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

    Elektroniczny kask dla kierowców ciężarówek 14.04.2024

    Bezpieczeństwo na drogach, zwłaszcza kierowców ciężkiego sprzętu budowlanego, jest dla inżynierów i naukowców najwyższym priorytetem. W świetle tego niemiecki Instytut Fraunhofera ds. Wytrzymałości Konstrukcyjnej i Niezawodności Systemów wprowadził nowy produkt - kask elektroniczny, który ma za zadanie chronić kierowców przed poważnymi obrażeniami podczas prowadzenia pojazdów budowlanych. Nowy elektroniczny kask opracowany przez zespół inżynierów z Instytutu Fraunhofera otwiera nowe perspektywy dla bezpieczeństwa kierowców ciężarówek i sprzętu budowlanego. Urządzenie jest w stanie monitorować poziom drgań w kabinie samochodu i ostrzegać kierowcę o możliwym niebezpieczeństwie. Podstawą działania kasku jest wbudowany czujnik piezoelektryczny, który podczas fizycznego odkształcenia generuje energię elektryczną. Mechanizm ten pozwala urządzeniu reagować na intensywne wibracje typowe dla sprzętu budowlanego. Gdy poziom odkształcenia przekroczy bezpieczne wartości, w kasku włącza się system alarmowy, ... >>

    Antywitaminy zamiast antybiotyków 13.04.2024

    Problem oporności bakterii na antybiotyki staje się coraz poważniejszy, stwarzając zagrożenie dla skutecznego leczenia infekcji. W świetle tego naukowcy szukają nowych sposobów zwalczania superbakterii. Jednym z obiecujących kierunków jest zastosowanie antywitamin, które mogą działać antybakteryjnie. Antywitaminy, choć znane jako przeciwieństwo witamin, okazały się obiecującym narzędziem w walce z antybiotykoopornością bakterii. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Getyndze w Niemczech potwierdziło ich potencjał w tworzeniu nowych leków do zwalczania niebezpiecznych infekcji. Wraz ze wzrostem liczby superbakterii odpornych na antybiotyki istnieje potrzeba znalezienia alternatywnych metod leczenia. Antywitaminy to cząsteczki podobne do witamin, ale zdolne do hamowania aktywności bakterii bez szkody dla organizmu ludzkiego. W tej chwili nauka zna tylko trzy antywitaminy: różę ... >>

    Przypadkowe wiadomości z Archiwum

    Proteza rośnie wraz z pacjentem 13.02.2001

    Naukowcy z medycznego koncernu Cryolife w Atlancie (USA) i niemieccy lekarze opracowują obecnie protezę zastawki serca dla dzieci, która ma rosnąć wraz z pacjentem.

    Jeśli taka zastawka zostanie wszczepiona dziecku, nie będzie potrzeby kolejnych operacji zastępowania jej większą zastawką w rosnącym sercu. Co więcej, ta proteza stopniowo zarasta komórkami gospodarza i staje się całkowicie jej własną.

    Materiałem wyjściowym jest zastawka serca świni, uwolniona chemicznie od wszystkich komórek, które mogą powodować reakcję odrzucenia lub są zdolne do przenoszenia wszelkich wirusów świńskich, które są niebezpieczne dla ludzi. Pozostaje czysta baza kolagenowa - a struktura kolagenu, tego białka tkanki łącznej, jest w zasadzie taka sama u wszystkich ssaków, a układ odpornościowy na nią nie reaguje. Amerykańscy lekarze przeszczepiają pacjentom czystą kolagenową podstawę zastawki, która jest następnie obrastana komórkami serca w organizmie.

    Niemcy wolą zapełnić szkielet kolagenowy komórkami wewnętrznej wyściółki naczyń krwionośnych pacjenta jeszcze przed przeszczepem i przez chwilę trzymać zastawkę w inkubatorze, aby te komórki się rozmnożyły. Amerykanie najpierw przetestowali swój produkt na owcach, a teraz w Australii mieszka już sześć osób z uprawami zastawek.

    Niemiecka proteza nie przeszła jeszcze etapu testów na zwierzętach, pierwsze ludzkie przeszczepy zostaną wykonane jeszcze w tym roku.

    Inne ciekawe wiadomości:

    ▪ Dekoder czytania w myślach

    ▪ Odkryto nowy typ czarnej dziury

    ▪ Zaawansowane akumulatory EV od QuantumScape

    ▪ Ciepła woda zamiast oleju i gazu

    ▪ Subminiaturowe cewki odwijane

    Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

     

    Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

    ▪ sekcja serwisu Urządzenia różnicowoprądowe. Wybór artykułu

    ▪ artykuł Akcelerator cząstek naładowanych. Historia wynalazku i produkcji

    ▪ artykuł Dlaczego omdlałe kozy mają taką nazwę? Szczegółowa odpowiedź

    ▪ artykuł Stosowanie pijawek. Opieka zdrowotna

    ▪ artykuł Tranzystory bipolarne z izolowaną bramką (IGBT lub IGBT). Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

    ▪ artykuł Pięć stosów kart. Sekret ostrości

    Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

    Imię i nazwisko:


    Email opcjonalny):


    komentarz:





    Wszystkie języki tej strony

    Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

    www.diagram.com.ua

    www.diagram.com.ua
    2000-2024