DTMF与遥控电路

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DTMF是Dual Tone Multi-Frequency的缩写,即指双音多频。最先应用于拨号系统。在DTMF拨号系统中,每一位号码均是从多个单音频中选取两个单音频频率进行组合来表示的。例如:号码0就是低频组的941Hz和高频率组的1336Hz组合表示的。具体组合见附表。

图1
图1 🔍原图 (622×438)

任一键号码都是高频率组与低频率组中各抽出一种频率组合。这样就可以达到16种之多的不同组合。另外在这种八选二的组合方式中,八种频率的信号是互相不成谐波关系,并且任意两个频率的信号不会成和差关系,从而保证了信号传输的可靠性和实用性。

DTMF接收电路在接收到DTMF信号后进行双音频选频。再进行指令解调。解调后将输出0~9以及9鄢、#和A、B、C、D,16个状态的4位二进制数据。

现在已经有了各种专用的DTMF发生与解调电路,功能上略有不同但原理上基本一致。DTMF电路作为一种频分制电路用在遥控电路中具有电路简单,应用方便,性能可靠等优点。

下面介绍一种用DTMF组成的遥控电路。原理图见图1。由于DTMF信号是模拟信号,所以电路设计上与码分制电路有所区别。其中MK5087N是DTMF发生电路。采用4×4的标准键盘。可用导电橡胶或者微动开关。在按下任一键后,MK5087N将输出一个与之相对应的DTMF码。并由VT1放大,推动三只串联的红外线发光二极管向外发射信号。三只红外线发光二极管串联可以有效地增加发射距离。MK5087N的⑦、⑧脚是外接3.58MHz晶振(可用彩电专用晶振)。MK5087N的⑩脚是MUTE端,未按键时输出低电平,在按下任一键时,⑩脚将输出高电平,所以在电路中可以加以利用。在此利用其工作时才会出现高电平的特性来给VT1提供直流偏置。因为在三极管工作时没有静态直流偏置会有工作死区,使信号失真过大。而直接给其加上偏置电路将会使电路的耗电加大。VD1的设置是为了防止直流倒灌。MK5087N的是STI(单音禁止端),当接低电平时,可以禁止单音输出。悬空时单音和双音均可以输出,所以在做遥控器时,STI端一般要求接地,防止几个键同时按下而出现误动作。MK5087N的工作电压是3.5V~10V。

图2
图2 🔍原图 (1464×483)

YN9101是DTMF专用解码芯片。⑨、⑩脚外接的晶振和发射电路的晶振谐振频率是一致的。在晶振上还要并联一个阻值较大的电阻,和内部的反馈电路形成振荡。DTMF信号经⑦脚输入,首先经过拨号音滤波器滤掉杂波,使抗干扰能力大大加强。滤波后的信号经过内部的前置放大电路放大,再进行高、低频率的信号分离。分离出的两组信号通过“零交叉”检测器检测,然后经过一组带通滤波器滤出有用的信号。此时逻辑定时器可以确定输入的信号为有效的DTMF信号。而且当信号持续在40ms以上时YN9101的DV端输出高电平。此时①、②、输出一组4位二进制数据,送给CD4514进行4/16译码。

CD4514为一片4/16线时序译码器。它可以将4位二进制码译为16种代码输出。输出所得的16种状态的信号可以实现16种功能的控制。其输出与对应的管脚见图1中的键盘。具体执行控制电路笔者在此不作赘述。

图中T为红外线接收头,应该注意的是红外线接收头有大小两种。其工作电压都是5V,但管脚功能有区别。大的尺寸为9mm×3.3mm×12mm,其①、②、③脚依次为GND、+5V、OUT。小的尺寸为5.5mm×5mm×6mm,其①、②、③脚依次为OUT、GND、+5V。

DTMF芯片的应用甚为广泛。笔者在此只是抛砖引玉罢了,也可以采用图2的方案。因为现在的无线发射、接收模块比较成熟。这里要注意的是DTMF芯片和发送、接收模块电压的选取。

图3
图3 🔍原图 (1267×347)

(任世雄)