一种DTMF/FSK信号处理系统技术方案

本发明专利技术涉及电信通信技术领域，公开了一种DTMF/FSK信号处理系统，主要解决现有固话通信方案中采用分离IC处理DTMF/FSK信号集成度低和实际操控性差的问题。其技术方案是：将DTMF/FSK的调理电路、编解码算法集成到片上系统SOC，整个SOC采用硬件接口电路与软内核相互结合的方式，通过接口电路处理单元A对输入信号进行运算并获得解码采样信号，经编解码处理单元B进行数字滤波、完成FFT变换，最终通过AT指令集处理单元C从串口或其它接口传输到外部设备。本发明专利技术使单芯片在不改动硬件的情况下，同时具备编解码功能，且软内核可裁剪升级实现对外扩充，增加集成度并提高了传统固话网络的实际操控性。

A DTMF/FSK signal processing system

The present invention relates to the field of telecommunications technology, a DTMF/FSK signal processing system is disclosed, which mainly solves the IC DTMF/FSK signal processing of low integration and actual control problem of the existing fixed communication scheme in isolation. The technical scheme is: the conditioning codec algorithm is integrated into the system on chip SOC circuit, DTMF/FSK, the SOC by the combination of hardware interface circuit and soft kernel mode, through the interface circuit processing unit A operation on the input signal and sampling signal decoding, warp decoding processing unit B digital filtering, FFT transform finally, C processing unit from the serial port or other interface to external devices through the AT command. The invention enables the single chip to have the encoding and decoding function without changing the hardware, and the soft kernel can be cut and upgraded to realize the external expansion, increase the integration degree and improve the actual control of the traditional fixed line network.

【技术实现步骤摘要】
一种DTMF/FSK信号处理系统
本专利技术涉及电信通信
，特别涉及一种DTMF/FSK信号处理系统，可用于软件系统或者IC芯片。
技术介绍
在电信通信领域中，小体积、高集成度以及联网便携性已成为传统电信解决方案的发展方向，尤其是在固定电话系统中。关于来电显示制式，目前国内有双音多频DTMF、频移键控FSK两种，普通推广的是FSK。“来电显示”又称“主叫号码显示”，分为两种：一种是挂机状态，即当用户甲向用户乙打电话时，用户乙电话机可以收到交换机送来的来电方用户甲的电话号码等信息并显示电话号码；另一种是摘机状态，即用户甲、乙正在通话时，用户丙又呼叫用户乙，当乙听到提示音同时可以收到用户丙的电话号码，此时乙可根据需要选择通话对象。现有的固定电话解决方案中一般采用分离IC完成DTMF/FSK信号的编解码，利用该方案的专利技术专利CN03117013.7使用的分离器件CMX868是在智能网平台与电话机终端之间采用FSK的1.2KHz、2.2KHz来表征逻辑1、0传输数据，不能兼容DTMF，CMX868仅仅是集成了硬件接口芯片，对外不具有扩充性；技术专利CN201420584037.9描述了一种基于IP的网络电话，它将网络数据采用FSK/DTMF编解码，从该专利描述来看依然是采用分离的FSK、DTMF单元，没有充分考虑到传统固话网络的现有布线情况，其实际操控性差。技术专利CN201520783965.2是采用单片机与DTMF编解码芯片分离实现的远程唤醒控制信令，该方式集成度低且很难应用于其它产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种DTMF/FSK信号处理系统，使单芯片在不改动硬件的情况下，同时具备编解码功能，并通过软内核裁剪升级实现对外扩充，增加集成度、提高传统固话网络的实际操控性。为实现上述目的，本专利技术提供一种DTMF/FSK信号处理系统包括：接口电路处理单元A、编解码处理单元B及AT指令集处理单元C，其特征在于：所述编解码处理单元B与AT指令集处理单元C置于同一平台；所述接口电路处理单元A的输入端接电信的入户差分线，输出端接编解码处理单元B；所述编解码处理单元B的输出接AT指令集处理单元C。上述系统，其中所述平台为单片机、Linux或Windows。上述系统，其中所述接口电路处理单元A由差分输入比例电路构成，完成对输入两信号的差运算，并对电压信号进行ADC采样，获得解码采样信号电压Uo，公式如下：其中U1为SOC系统电压，且0V<U1<3.3V；U2为电信入户信号第一差分线电压，U3为电信入户信号第二差分线电压；Rf为差分放大器的反馈电阻，R4为差分放大器的反向输入电阻。上述系统，其中所述编解码处理单元B是内部集成的数字信号处理器DSP内核，该内核对接口电路处理单元A获得的解码采样信号电压Uo进行数字滤波，将滤波后的信号进行快速傅里叶变换FFT，公式如下：上述系统，其中所述AT指令集处理单元C由IP软内核构成，对信号音循环缓存并管理指针。上述系统，其中所述AT指令集处理单元C循环执行收到的指令，通过串口将编解码处理单元B处理完毕的信号传输至外部设备，或将从外部通信设备接收到的信号传至编解码处理单元B，由B处理后耦合至信号线。本专利技术与现有技术相比具有以下收益与效果：(1)集成度高已有专利技术一般采用分离IC完成DTMF/FSK信号的编解码，本专利技术将硬件电路与编解码算法集成到一个SOC，结构简单，集成度高；(2)操控性强本专利技术使用硬件接口电路与软内核相互结合的方式，其软内核能够裁剪并升级，使单芯片在不改动硬件的情况下同时具备编解码功能，其实际操控性强。附图说明图1为本专利技术系统的结构框图；图2为本专利技术中接口电路处理单元A内部电路图；图3为本专利技术中AT指令集处理单元C接收缓存机制示意图；图4为本专利技术中接口电路处理单元A接收的时域信号示意图；图5为本专利技术中经编解码处理单元B处理后的频域信号示意图。具体实施方式下面参考附图并结合实施例来详细、完整的说明本专利技术。参照图1，本专利技术提供的一种DTMF/FSK信号处理系统包括：接口电路处理单元A，编解码处理单元B及AT指令集处理单元C。该系统的接口电路处理单元A为硬件电路，通过集成运算放大电路实现对输入信号电压的比例运算，将输入信号电压调理转换为电压范围为0V～3.3V的交直流信号音；编解码处理单元B与AT指令集处理单元C均为软核单元，且这两个单元置于同一平台，此平台可以为单片机、Linux或Windows；上述系统的处理单元B、C可以是与接口电路处理单元A分离的软内核处理器，也可以是通过微电子工艺与接口电路处理单元A集成得到的SOC单芯片，其中软核单元的算法和指令集均可通过外部升级提高性能、增加功能。接口电路处理单元A通过接口D连接电信的入户差分线来接收信号，经过内部电路处理，完成对输入两信号的差运算，最后将处理后的电压信号输出给编解码处理单元B进行数字滤波，并将滤波后的信号进行快速傅利叶变换FFT，从而实现从时域信号到频域信号的转换，经过编解码处理单元B处理完毕的信号音被传入AT指令集处理单元C，该单元通过管理指针实现对信号音的循环缓存及指令读写，最后将信号音经串口E或其它接口USB、并口等传输到蓝牙、电脑、wifi、电话等外部设备，或将从外部通信设备接收到的信号传至编解码处理单元B，由B转换处理后耦合至信号线。参照图2，接口电路处理单元A内部电路为差分输入比例电路，其第一差分线电压U2通过同相输入电阻R3加到集成运放的同相输入端、第二差分线电压U3通过反相输入电阻R4加到集成运放的反相输入端，从而将信号接入集成运算放大器中进行处理，集成运放的输出端经过反馈电阻Rf引入负反馈，接回到反相输入端，使其带负载能力较强，输出电阻近似为零；SOC系统电压U1取值范围为0V～3.3V，经过第一分压电阻R1接入同相输入端，在同相输入端与地之间接入第二分压电阻R2，从而调整解码采样信号电压Uo的零点值；选择参数R3＝R4、R1＝R2、对电压信号进行ADC采样，获得解码采样信号电压Uo，公式如下：编解码处理单元B是内部集成数字信号处理DSP的内核，可对从接口电路处理单元A处获得的解码采样信号电压Uo进行数字滤波，并将滤波后的信号进行快速傅利叶变换FFT，从而得出信号的峰值频率并代入检测算法中，实现从时域信号到频域信号的转换，并将处理得到的频域信号传给AT指令集处理单元C。AT指令集处理单元C由IP软内核，即虚拟组件实现，其支持标准的C语言开发、支持命令协议发送/接收缓存机制。参照图3，AT指令集处理单元C接收缓存机制为：当AT指令集处理单元C收到编解码处理单元B处理完毕的信号时，其写指针Write_ptr自增，读指针Read_ptr等待外部取指令，如果有多种信号音则循环缓存，此处理单元只需要管理指针即可，串口E连续收到多条指令后，队列读写指针开始异步移动，该单元循环执行收到的指令，直到最后读写指令指针相同，此时AT指令集处理单元C处于空闲状态；该单元发送机制与接收机制相同，当该处理单元收到外部通信设备的编码信号时，写指针自增，读指针等待编解码处理单元B取指令，若有多个信号需要编码则循环缓存，此处理单元仍只需管理指针即可。我国电话线路馈电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DTMF/FSK信号处理系统，包含接口电路处理单元A、编解码处理单元B及AT指令集处理单元C，其特征在于：所述编解码处理单元B与AT指令集处理单元C置于同一平台；所述接口电路处理单元A的输入端接电信的入户差分线，输出端接编解码处理单元B；所述编解码处理单元B的输出接AT指令集处理单元C。

【技术特征摘要】
1.一种DTMF/FSK信号处理系统，包含接口电路处理单元A、编解码处理单元B及AT指令集处理单元C，其特征在于：所述编解码处理单元B与AT指令集处理单元C置于同一平台；所述接口电路处理单元A的输入端接电信的入户差分线，输出端接编解码处理单元B；所述编解码处理单元B的输出接AT指令集处理单元C。2.根据权利要求1所述的DTMF/FSK信号处理系统，其特征在于：所述平台为单片机、Linux或Windows。3.根据权利要求1所述的DTMF/FSK信号处理系统，其特征在于：所述接口电路处理单元A由差分输入比例电路构成，完成对输入两信号的差运算，并对电压信号进行ADC采样，获得解码采样信号电压Uo，公式如下：其中U1为SOC系统电压，且0V<U1<3.3V；U2为电信入户信号第一差分线电压，U3为电信入户信号第二差分线电压；Rf...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖正喜，龙建全，何宏淳，王晗，
申请(专利权)人：赖正喜，
类型：发明
国别省市：陕西,61