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        CTCSS和DCS編解碼器

        2013-11-16 06:27:38
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2013年20期
        關(guān)鍵詞:監(jiān)控器正弦波解碼

        潘 斌

        (廣東德和通訊設(shè)備有限公司,廣東 廣州 511450)

        本產(chǎn)品涉及編解碼器技術(shù)領(lǐng)域,特別適用于嬰兒監(jiān)控器和對講機上,設(shè)計簡單,性能可靠,編碼和解碼方式可通過軟件進行修正,利用硬件和軟件控制,實現(xiàn)CTCSS和DCS的編解碼器。

        一、背景技術(shù)

        圖1 CTCSS和DCS編解碼器CTCSS和DCS編碼電路圖

        隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展,亞音頻技術(shù)廣泛應(yīng)用在無線通訊設(shè)備中。此技術(shù)有效防止非法用戶盜用信道入網(wǎng),抗干擾能力強,特別在中轉(zhuǎn)通信系統(tǒng)中可有效地防止干擾信號對中轉(zhuǎn)臺的干擾??蓪崿F(xiàn)小區(qū)域頻率復(fù)用,提高頻率的利用率,達到頻率共享。同時可以實現(xiàn)不同組別的組呼、全呼等選呼功能,操作簡單、方便實用。亞音頻信令分為兩種,一種叫亞音頻CTCSS,另一種叫數(shù)字亞音頻DCS。亞音頻信令是連續(xù)單音編碼靜噪系統(tǒng)。它是一種將低于話音頻頻率的單音頻率(67-254.1HZ)附加在音頻信號中一起傳輸?shù)木幋a識別信令技術(shù),因為其單音頻率低于300HZ的話音頻率,故稱之為亞音頻技術(shù)。當(dāng)嬰兒監(jiān)控器接收射頻信號,進行放大和混頻并進入中頻芯片放大和解調(diào)。解調(diào)后的亞音頻信號經(jīng)過濾波、整形,輸入到CPU中,與本機設(shè)定的CTCSS 或DCS頻率進行比較,從而決定是否開啟靜音。當(dāng)嬰兒監(jiān)控器接收機設(shè)置有亞音頻,跟你通話嬰兒監(jiān)控器發(fā)射機也加了相應(yīng)的亞音頻 ,那么當(dāng)你接收到對方發(fā)送過來的信號,亞音頻信號從中頻芯片解調(diào)后,經(jīng)過濾波、整形,輸入到MCU中,MCU會將外來的亞音頻跟本機設(shè)置的亞音頻對比,要是對應(yīng)的話,MCU就會發(fā)出指令打開靜噪,這樣你就能聽到對方的聲音了。CTCSS(DCS)的技術(shù)指標(biāo)要求是較高的,應(yīng)符合電子工業(yè)協(xié)會(EIA)的標(biāo)準(zhǔn)。一般要求亞音頻頻率穩(wěn)定度誤差小于±1%,標(biāo)準(zhǔn)亞音頻單音頻偏為:0.5KHZ±20%,標(biāo)準(zhǔn)話音頻偏:3KHZ,最大頻偏:5KHZ;單音靜噪靈敏度:在接收機輸出信噪比為8db時能可靠工作。DCS與CTCSS有些技術(shù)是相似的。數(shù)字亞音頻編碼是根據(jù)亞音頻速率進行直流變化的二進制信號,它和CTCSS最大的區(qū)別是在每次發(fā)射結(jié)束后能自動地發(fā)出一個134HZ音調(diào)作為“關(guān)閉碼”(一種抑制噪音拖尾的方式)。DCS比CTCSS的編解碼速度更快,誤碼率也更低。同時其組碼達166個(正碼和反碼各83個),使其在同一信道中可擁有更多的用戶量。亞音頻(數(shù)字亞音頻)技術(shù)已在嬰兒監(jiān)控器通信設(shè)計中廣泛采用,從而提高了嬰兒監(jiān)控器的整體水平。很顯然DCS比CTCSS更先進,當(dāng)然在技術(shù)上難度也大些,在國產(chǎn)機中DCS技術(shù)成熟過關(guān)的不多,而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 一般是用一個進口編解碼芯片,編解碼都在一起,沒有軟件控制,因進口編解碼芯片價格昂貴,限制了其應(yīng)用和發(fā)展。所以如何找到一種質(zhì)量同樣可靠,價格低廉的方法來解決此問題是目前面臨的難題。

        二、產(chǎn)品內(nèi)容

        本產(chǎn)品是為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點而提出的,其所解決的技術(shù)問題是提供一種利用硬件和軟件實現(xiàn)CTCSS和DCS編解碼,編碼和解碼方式可通過軟件進行修正的CTCSS和DCS編解碼器。

        為此,本產(chǎn)品提供了一種CTCSS和DCS編解碼器,用硬件和軟件來實現(xiàn),其特征在于:所述CTCSS和DCS編解碼器包括用于將伴隨著嬰兒監(jiān) 控器發(fā)射機連續(xù)發(fā)出亞音頻連續(xù)信號的CTCSS和DCS編碼電路,用于將接收機收到載波信號和亞音頻信號進行中頻解調(diào)后,亞音頻信號經(jīng)過濾波、整形的CTCSS解碼電路和DCS解碼電路。

        作為對本產(chǎn)品進一步改進,所述CTCSS和DCS編碼電路包括用于發(fā)出CTCSS和DCS方波的微處理器、用于方波轉(zhuǎn)變成正弦波的雙積分電路和正弦波轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正弦波的整形電路。

        作為對本產(chǎn)品進一步改進,所述CTCSS解碼電路包括用于解碼的微處理器、用于CTCSS波形放大放大器、用于濾除260Hz以上頻率的濾波整形電路。

        作為對本產(chǎn)品進一步改進,所述DCS解碼電路包括用于解碼的微處理器、濾除高頻的級濾波整形電路。

        本產(chǎn)品的有益效果是:利用硬件和軟件實現(xiàn)CTCSS和DCS編解碼能防止非法用戶盜用信道入網(wǎng);抗干擾能力強,能夠防止家庭電器及通信設(shè)備對嬰兒監(jiān)控器信息的干擾;實現(xiàn)小區(qū)域頻率復(fù)用,提高頻率的利用率,達到頻率共 享,實現(xiàn)多點監(jiān)控;性能可靠和成本低廉;能通過軟件進行修正、操作簡單、方便實用,適用于嬰兒監(jiān)控器和對講機。

        三、附圖說明(見圖1~圖3)

        圖2 CTCSS和DCS編解碼器CTCSS解碼電路圖

        圖3 為CTCSS和DCS編解碼器DCS解碼電路圖

        四、具體實施方式

        下面結(jié)合附圖對產(chǎn)品的具體實施方式作進一步詳細的說明,下面省略對基本電路及元器件的描述,只是圍繞產(chǎn)品進行說明。

        本產(chǎn)品CTCSS和DCS編解碼器包括CTCSS和DCS編碼電路、用于將接收機收到載波信號和亞音頻信號進行中頻解調(diào)后,亞音頻信號經(jīng)過濾波、整形的CTCSS解碼電路和DCS解碼電路。

        如圖1所示,CTCSS和DCS編解碼電路包括用于發(fā)出CTCSS和DCS方波的微處理器M04、方波轉(zhuǎn)變成正弦波的R5、C1和R6、C2雙積分電路和正弦波轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正弦波的LM358-2整形電路。設(shè)計制作時首先將CTCSS和DCS對應(yīng)的二進制轉(zhuǎn)換成16進制列表,并存入微處理器M04中。根據(jù)嬰兒監(jiān)控器預(yù)先設(shè)定的CTCSS或DCS編碼,當(dāng)嬰兒哭鬧時,微處理器M04中P1.0、P1.1、P1.2和P1.3口輸出二進制方波,經(jīng)過R5、C1和R6、C2雙積分電路,將二進制方波轉(zhuǎn)變成正弦波。因正弦波失真較大,再經(jīng)過放大整形電路LM358-2得到標(biāo)準(zhǔn)正弦波。正弦波的頻率附加在麥克風(fēng)輸入音頻頻率上輸出至壓控振蕩器VCO,然后通過射頻發(fā)射出去。

        如圖2所示,CTCSS解碼電路包括用于解 碼的微處理器M04、CTCSS波形放大的LM324-1和LM324-4放大器、濾除260Hz以上頻率的LM324-2和LM324-3濾波整形電路。嬰兒監(jiān)控器接收射頻信號,進行放大和混頻并進入中頻芯片放大和解調(diào)。解調(diào)后的CTCSS亞音頻信號經(jīng)過放大電路LM324-1放大,經(jīng)過LM324-2和LM324-3濾波整形電路進行濾波整形,再經(jīng)過LM324-4放大電路進行放大。輸入到M04微處理器P2.0口,MCU會將外來的亞音頻跟本機設(shè)置的亞音頻對比,要是對應(yīng)的話,M04微處理器就會發(fā)出指令打開靜噪,這樣你就能聽到對方的聲音了。

        如圖3所示,DCS解碼電路包括用于解碼的微處理器M04、濾除高頻的 LM324-4、LM324-3、LM324-2和LM324-1 4級濾波整形電路。嬰兒監(jiān)控器接收射頻信號,進行放大和混頻并進入中頻芯片放大和解調(diào)。解調(diào)后的DCS信號經(jīng) 過 LM324-4、LM324-3、LM324-2和LM324-1 4級濾波整形電路進行濾波整形,輸入到M04微處理器P2.0口。M04會將外來的DCS跟本機設(shè)置的DCS對比,要是對應(yīng)的話,M04就會發(fā)出指令打開靜噪,這樣你就能聽到對方的聲音了。

        本產(chǎn)品設(shè)計CTCSS和DCS編解碼器廣泛應(yīng)用在對講機和嬰兒監(jiān)控器設(shè)計中,其可靠性超過國外芯片(FX828),價格僅為國外產(chǎn)品的1/10,使企業(yè)產(chǎn)品更具競爭力。

        以上是對產(chǎn)品進行了描述,并不限于上述具體實施方式,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本產(chǎn)品的啟示下,在不違背本產(chǎn)品宗旨及權(quán)利要求的前提下,可以做出多種類似的表示,這樣的變換均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。

        [1]達新宇,等.數(shù)據(jù)通信原理與技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.

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        [5]盧官明,李海波.音頻編解碼技術(shù)及應(yīng)用[J].南京郵電學(xué)院,2005(02).

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