Mạch Báo Trộm Qua Đường Dây Điện Thoại BỘ MÔN: ĐIỆn tử viễn thôNG

MT8888 bao gồm bộ thu DTMF chất lượng cao (kèm bộ khuếch đại) và một bộ tạo DTMF sử dụng Burst Counter giúp cho việc tổng hợp đóng ngắt Tone được chính xác. Ngoài ra ta có thể chọn chế độ Call Progress để giúp phát hiện các tần số nằm trong giải thông thoại. Đó là các tín hiệu trạng thái đường dây.

Thiết kế đầu vào của MT8888 cung cấp một bộ khuếch đại OPAMP ngõ vào vi sai cũng như một ngõ vào VREF để điều chỉnh thiên áp cho đầu vào tại VDD/2. Chân GS giúp nối ngõ ra bộ khuếch đại với ngõ vào qua một điện trở ngoài để điều chỉnh độ lợi.

Hai bộ lọc băng thông bậc 6 giúp tách các tone trong các nhóm tone LOW và HIGH. Đầu ra mỗi bộ lọc điện dung giúp nắn dạng tín hiệu trước khi qua bộ hạn biên. Việc hạn biên được đảm nhiệm bởi bộ so sánh (Comparator) có kèm theo bộ trễ để tránh chọn lầm tín hiệu mức thấp không mong muốn. Đầu ra của bộ so sánh cho ta các dao động có mức logic tại tần số DTMF thu được.

Trước khi thu nhận một cặp tone đã giải mã, bộ thu phải kiểm tra xem thời hằng của tín hiệu có đúng không. Việc kiểm tra này được thực hiện bởi một bộ RC mắc ngoài. Khi Est lên HIGH làm cho Vc tăng lên khi tụ xả. Khi mà Est vẫn còn HIGH trong một thời đoạn hợp lệ( tone) thì Vc tiến tới mức ngưỡng VSTt của logic Steering để nhận một cặp tone và chốt 4 bit mã tương ứng với nó vào thanh ghi Receive Data Register. Lúc này, đầu ra GT được kích hoạt và đẩy Vc lên tới VDD. Cuối cùng sau một thời gian delay ngắn cho phép việc chốt Data thực hiện xong thì cờ của mạch Steering lên HIGH báo hiệu rằng cặp tone thu được đã được lưu vào thanh ghi. Ta có thể kiểm tra bit tương ứng trong thanh ghi trạng thái. Nếu ta cho Mode Interrupt thì chân IRQ/CP sẽ xuống LOW khi cờ này được kích hoạt. Dữ liệu thu được sẽ đi ra Databus (2 chiều) khi thanh ghi Receive Data được đọc. Mạch steering lại hoạt động nhưng theo chiều ngược lại để kiểm tra khoảng dừng giữa hai số được quay. Vì vậy bộ thu vừa bỏ qua tín hiệu quá ngắn không hợp lệ vừa không chấp nhận các khoảng ngắt quá nhỏ không thể coi là khoảng dừng giữa các số. Chức năng này cũng như khả năng chọn thời hằng Steering bằng mạch ngoài cho phép người thiết kế điều chỉnh hoạt động cho phù hợp với các đòi hỏi khác nhau của từng ứng dụng.

Mode Call Progress khi được chọn thì cho phép kiểm tra các tone khác nhau thể hiện trạng thái đường dây. Đầu vào của Call Progress và mode tone DTMF là chung nhưng tone Call Progress chỉ có thể kiểm tra nếu ta chọn mode CP. DTMF tone lại không thể nhận dạng được nếu ta chọn mode CP.

Các tần số đưa đến đầu vào +IN và –IN nằm trong giới hạn băng thông chấp nhận của bộ lọc (280-550 Hz) sẽ đưa qua bộ so sánh có độ lợi cao và đến chân IRQ/CP. Dạng sóng ở đầu ra tạo bởi mạch trigger có thể phân tích bởi vi xử lý để xác định tính chất của các tone trạng thái đường dây. Các tần số trong vùng loại bỏ sẽ không được kiểm tra và như vậy sẽ không có tín hiệu nào ở chân IRQ/CP khi gặp các tần số này.

4.2.7. Bộ phát DTMF:

Bộ phát DTMF trong MT8888 có khả năng tạo tất cả 16 cặp tone DTMF chuẩn với nhiễu tối thiểu và độ chính xác cao. Tất cả tần số này đều lấy từ dao động thạch anh 3.579545 MHz mắc ngoài. Dạng sóng sin của từng tone được tổng hợp số bằng cách sử dụng bộ phận chia hàng và cột tổng hợp được, và bộ biến đổi D/A biến dung. Các tone hàng và cột được trộn lại và lọc để cho ra tín hiệu DTMF với ít hài và độ chính xác cao. Để phát một tín hiệu DTMF thì dữ liệu tương ứng với dạng mã ở bảng 1 sẽ phải được viết vào thanh ghi Transmit Data. Chú ý rằng mã phát này phải tương ứng với mã nhận. Các tone riêng lẻ được phân thành hai nhóm là: nhóm thấp và nhóm cao (low và high).

Các số trong nhóm tone thấp là 697, 770, 852 và 941 (Hz).

Các số trong nhóm tone cao là: 1209, 1306, 1447 và 1663 (Hz).

Một ứng dụng điện thoại bất kỳ đều đòi hỏi tín hiệu DTMF được tạo ra với một thời hằng hoặc được quy định bởi ứng dụng đó hoặc bởi hệ thống chuyển mạch hiện có. Thời hằng DTMF chuẩn có thể được tạo ra bằng cách sử dụng Burst Mode. Bộ phát có khả năng tổng hợp các tone có khoảng tắt/mở trong thời gian định trước. Thời gian này là 51 ms ± 1ms và là chuẩn cho bộ quay số tự động và tổng đài. Sau khi khoảng tắt/mở tone đã được phát đi, 1 bit tương ứng sẽ được lập trong thanh ghi trạng thái để biểu thị rằng bộ phát đã sẵn sàng cho data kế. Thời hằng 51 ms ± 1ms đóng /mở tone có được khi ta chọn mode DTMF.

Tuy nhiên khi CP mode (Call Progress Mode) được chọn thì một thời hằng đóng ngắt thứ hai là 102ms ± 2ms sẽ được sử dụng. Chú ý rằng khi CP mode và burst mode cùng được chọn thì MT8888 chỉ hoạt động ở chế độ phát mà thôi. Trong một ứng dụng nào đó khi ta cần một khoảng thời gian đóng ngắt khác (không theo chuẩn) thì phải dùng vòng lặp phần mềm hay một bộ định bên ngoài và tắt chế độ Busrt Mode đi. IC MT8888 khi khởi động sẽ mặc nhiên chọn chế độ DTMF mode và Burst mode đồng thời.

4.2.9. Tạo Tone đơn (Single Tone):

Chế độ tạo tone đơn được dùng khi ta chỉ muốn tạo một tone nào đó trong nhóm thấp hoặc cao. Chế độ này dùng để kiểm tra thiết bị DTMF và để tính toán nhiễu, và được chọn thanh ghi Control Register B.

Mạch Clock tần số có tần số cộng hưởng là 3.579545 MHz. Một nhóm IC MT8888 có thể nối chung lại với nhau dùng chung một dao động thạch anh.

MT8888 sử dụng một bộ giao tiếp vi xử lý cho phép điều khiển một cách chính xác với chức năng thu và phát. Có tổng cộng 5 thanh ghi chia làm ba loại: Thanh ghi dữ liệu thu /phát, thanh ghi điều khiển thu /phát và thanh ghi trạng thái. Có hai thanh ghi dữ liệu: thanh ghi Receive data chứa mã xuất ra của cặp tone DTMF hợp lệ gần nhất và là thanh ghi chỉ đọc. Data đưa vào thanh ghi Transmit Data sẽ qui định cặp tone nào được phát đi, Data chỉ có thể được vào thanh ghi này.

Điều khiển thu phát tone được đảm nhận bởi 2 thanh ghi Control Register A và Control Register B( RA và CRB) có cùng một địa chỉ. Muốn ghi vào thanh ghi CRB thì trước đó phải có set một bit tương ứng ở CRA. Chu kỳ ghi kế tiếp vào cùng địa chỉ với CRA sẽ cho phép truy cập tới CRB. Và chu kỳ ghi kế tiếp nữa sẽ trở lại CRA. Khi cấp điện, mạch điện reset nội sẽ xóa các thanh ghi điều khiển. Tuy vậy, để ngăn ngừa thì chương trình phần mềm nên có một dòng lệnh để kích khởi các thanh ghi này. Giả sử rằng thanh ghi phát rỗng sau khi reset, ta xem qua các bảng bên dưới để thấy rõ chi tiết về các thanh ghi điều khiển. Chân IRQ/CP có thể được lập trình sao cho nó có thể cung cấp tín hiệu yêu cầu ngắt sau khi nhận xung DTMF hợp lệ hay khi bộ phát đã sẵn sàng cho data kế tiếp (chỉ trong Burst mode). Chân IRQ/CP là ngõ ra cực máng hở và vì thế cần có một điện trở kéo lên.

Thanh ghi nhận data chứa mã lệnh xuất của giá trị cuối cùng cặp tone DTMF được giải mã và chỉ là thanh ghi đọc data vào. Tín hiệu data vào trong thanh ghi phát sẽ được định rõ với cặp tone nào mà được phát sinh ra. Data chỉ có thể được viết với thanh ghi phát.

BIT	TÊN	CÁCH SỬ DỤNG
B0	TONE OUTPUT	Mức logic 1 cho phép tone được phát ra. Chức năng này có thể được thực hiện trong Busrt mode hoặc None – Busrt mode.
B1	CP/DTMF MODE\	Chọn mode DTMF (mức 0) cho phép thu và phát tone đồng thời. Khi chọn mode CP (mức1 bộ lọc dãi bậc 6) được kích hoạt cho phép kiểm tra các tone trạng thái đường dây( call progress tone). Các tone này nếu nằm trong dãi thông qui định thì được thể hiện ở chân IRQ/CP ở dạng sóng hình chữ nhật nếu bit IRQ được chọn (CRA, B2=1).
B2	INTERRUPT ENABLE	Logic 1 cho phép mode Interrup. Khi mode này mức tích cực và mode DTMF được chọn (CRA, 1=0), ngõ ra IRQ/CP sẽ bị kéo xuống mức 0 khi: + Một tín hiệu DTMF hợp lệ được nhận và đã hiện hữu được trong khoảng thời gian an toàn. + Bộ phát sẵn sàng cho data kế tiếp( chỉ trong Busrt mode).
B3	REGISTER SELECT	Logic 1 cho phép CRB trong chu kỳ ghi kế tiếp trên cùng địa chỉ này. Chu kỳ ghi kế sau nữa sẽ trở lại ghi vào CRA.

ISD1420 không dùng các bộ ADC và DAC mà thay vào đó là kỹ thuật CMOS EPROM công suất thấp và chứa dữ liệu lấy mẫu như một mức tương tự trong mỗi ô nhớ. Như vậy mỗi mẫu dữ liệu chỉ cần duy nhất một ô nhớ trong EPROM. Do sử dụng EPROM nên có thể đọc nghi dữ liệu dễ dàng và chất lượng tín hiệu đạt đựoc rất cao. Mặt khác dữ liệu ghi và trong ROM thì không mất đi khi mất nguồn điện cung cấp

-Chân 27( REC ): là chân ghi âm, ở mức thấp thì ghi âm, ở mức cao thì ngừng ghi âm.

- Chân 23( PLAYER ) : là chân phát âm kích mức.

- Chân 24( PLAYL ): là chân phát âm kích cạnh.

- Chân 17: là đầu vào MICRO, bên trong được nối với bộ tiền khuếch đại, Micro nối bên ngoài nên cần các tụ điện nối tiếp ghép với nó.

- Chân 18: là đầu vào gốc chuẩn MICRO REF, đây là đầu vào chiều ngược của bộ tiền khuếch đại.

- chân 19: là chân điều khiển độ lợi AGC.

- Chân 14,15: là hai đầu ra loa SP+, SP-. Đầu ra này có thể kích các loa trên 8 0hm

- Chân 25: là chân TEST, khi ta thu âm thì chân này sẽ xuống mức thấp, ngưng thu thì sẽ trở lai mức cao, khi phát xong câu thông báo thì chân này sẽ xuống mức thấp, sau đó sẽ trở lại mức cao, trong quá trình phát luôn ở mức cao.

- Chân 26: là xung nhịp đồng hồ XCLK.

- Chất lượng cải tạo âm thanh tiếng nói một cách tự nhiên.

- Có thể điều khiển bằng máy tính hoặc chuyển mạch thông thường chế độ phát có thể kích hoạt bằng mức hoặc cạnh.

- Lưu trữ được 20s.

- Lưu trữ thông tin không cần nguồn nuôi.

- Có thể đáng dấu toàn bộ vùng nhớ để xử lý nhiều thông điệp.

- Mạch tạo xung clock có sẵn bên trong chíp.

- Có sẵn AGC

- sử dụng nguồn đơn +5V

- Tốc độ lấy mẫu input là 3.4 KHz

- Băng thông 3.4KHz

3. Mô tả

ISD1420 cung cấp giải pháp thu phát âm thanh chất lượng, có bộ tiền khuếch đại Microphone, mạch AGC, mạch lọc tinh chế tín hiệu và mạch khuếch đại tín hiệu ra loa. Thêm vào đó các mạch ISD1420 hoàn toàn tương thích với các bộ vi xử lý và các bộ vi điều khiển, cho phép thực hiện các tác vụ đánh địa chỉ và phát thông điệp phức tạp.

Các thông báo sau khi thu được lưu vào bộ nhớ, nên không cần nguồn nuôi liên tục. Bộ nhớ đa cấp của ISD1420 cho phép tái tạo âm thanh tự nhiên trên cùng một vi mạch.

Công nghệ lưu trữ đa mức ISD1420 đạt được phương pháp lưu trữ có mật độ cao gấp 8 lần so với bộ nhớ số phức tạp,mạch tích hợp ISD 1420 chứa tất cả các chức năng cần thiết cho công việc thu và phát tiếng nói có chất lương cao. Bộ khuếch đại khử nhiểu Microphone và các mạch điều chỉnh độ lợi (AGC) cho phép thu được các âm thanh chất lượng lớn hay nhỏ.

ISD1420 điều khiển loa qua các ngõ vi sai. Điều này làm tăng biên độ lên 4 lần và do đó khong cần dùng tụ hay mạch khuếch đại ngõ ra.

ISD1420 có dãy ô nhớ chia thành 160 đoạn (segments), Các địa chỉ A0 – A7 cho phép truy cập đến từng đoạn. Do đó dể dàng định vị câu thông báo. Khã năng định vị này cho phép truy xuất đến từng đoạn của dãy tín hiệu Analog được chứa