KR100195002B1 - 디지탈용 적합한 디티엠에프 수신기 - Google Patents

Abstract

DTMF 수신기의 복호화 방법은 밴드패스필터를 통과한 해당 주파수의 평균 에너지를 구하는 단계와, 상기 평균에너지로부터 로우 및 하이 그룹 주파수의 톤 짝을 검출하는 단계와, 상기 검출되어진 톤 짝의 에너지가 전체에너지의 미리 설정된 비율보다 큰가를 판단하는 단계와, 상기 미리 설정된 비율보다 클 경우에 해당톤의 숫자를 디코딩하는 단계로 이루어져 고속에 적합하다.

Description

디지털용에 적합한 디티엠에프(DTMF) 수신기

제1도는 종래의 아날로그 방식의 DTMF 수신기 블록도.

제2도는 본 발명에 따른 DTMF 수신기를 적용한 디지털 키폰의 블록도.

제3도는 본 발명에 적용되는 DMA 인터페이스의 하드웨어 블록도.

제4도는 본 발명의 DTMF 수신기의 부호 제어 수순도.

본 발명은 디지털형의 키폰(Key Phone) 장치, 디지털 교환기, 티미널 어댑터 등의 디지털용에 적합한 DTMF(Dual Tone Muit; Frequency) 수신기(Receiver; Decorder)에 관한 것이다.

일반적으로 DTMF(Dual Tone Muit; Frequency)신호는 로우 주파수(low frequency)와 하이 주파수(high frequency)의 2개를 합성한 신호로서 이루어지며, 이의 디코딩 수신단이 그 주파수에 해당되는 번호를 찾아 CPU등의 제어부에 알려줌에 의해 달성된다.

종래의 DTMF 복호기는 제1도에 도시한 바와 같이 아날로그 방식으로 구현된 것이 많았으며, 그 동작 구현 과정은 나이키스트(nyquist)음성대역폭으로 제한하기 위한 안티 엘리어싱 필터(anti-aliasing filter;2)를 거쳐 합성주파수를 분리해 내기 위한 로울-그룹(low-group) 및 하이-그룹(high-group)의 밴드 패스필터(4,6)를 통과시킨다. 여기서 상기 필터(4,6)는 아날로그 소자인 스위치드 커패시터(switched capacitor)로 구성되어 있다.

상기 필터(4,6)를 통과한 해당 주파수는 증폭기(8,10), 디지털 검출회로(12), 코드변환기(14)에 의해 에너지 레벨이 체크된 후 실제의 코드로 변환되어 출력된다.

상기한 바와 같은 종래의 아날로그 방식은 그 기본 소자들이 모두 아날로그 소자이므로 현재와 같은 디지털용의 시스템에 접속시키는데 있어서, 적용 시스템의 안정도에 적지 않은 영향을 끼치며 또한 칩으로 구현시 개발기간 및 수용용량의 제한성으로 인해 다수의 DTMF 복호기로 구성해야 하는 문제점이 있어 왔다.

또한 상기의 종래 기술은 다 채널 DTMF 디코딩을 수행하는데 많은 어려움이 따른다. 이러한 이유는 아날로그 방식의 알고리즘의 복잡성에 기인되는데, 디지털용의 교환기 시스템에 적당하지 않음을 알 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소할 수 있는 DTMF 수신기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 디지털용에 적합한 DTMF 수신기를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다 채널 DTMF 디코딩을 수행할 수 있는 DTMF 수신기를 제공함에 있다.

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 DSP(Digital Signal Processing) 칩에 의해 달성되며, 이의 처리 과정은 밴드패스필터를 통과한 해당 주파수의 평균 에너지를 구하는 단계와, 상기 평균에너지로부터 로우 및 하이 그룹 주파수의 톤 짝을 검출하는 단계와, 상기 검출되어진 톤 짝의 에너지가 전체에너지의 미리 설정된 비율보다 큰가를 판단하는 단계와, 상기 미리 설정된 비율보다 클 경우에 해당 톤의 숫자를 디코딩하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 동작의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 설명에서, 특유의 상세한 설명은 본 발명의 보다 완전한 이해를 돕기 위해서 설명되어질 것이다. 본 분야의 숙련된 자에게 있어서의, 상기의 설명으로써도 명백해질 수 있으며 이러한 상세한 설명없이도 충분히 실시되어질 수 있을 것이다. 또한 잘 알려진 회로 및 그의 기능은 본 발명을 불명료하지 않도록 하기 위해 설명을 약한다.

먼저, 밴드패스필터(Band Pass Filter) 방식으로 구성된 본 발명은 다 채널(channel)의 실시간 처리를 위해 고속의 DSP 칩(chip) 및 알고리즘의 최적화를 이루었으며, 모든 알고리즘은 소프트웨어적으로 구현하였고 또한 DSP 칩과 외부의 인터페이스(interface)를 하기 위한 DMA(Direct Memory Access)회로로 이루어져 있다.

제2도는 본 발명에 따른 DTMF수신기를 적용한 디지털 키폰의 블록도이다.

제2도에서, 상기 키폰에 적용되는 DTMF 복호기 방법의 수행은 키 그룹의 키에 의해 선택되어진 번호는 로우와 하이 주파수의 합으로 발생되며, 그러한 DTMF주파수는 해당 타임 슬롯의 PCM코덱(codec;200)으로 전송되어 A/D변환 및 PCM변환이 이루어진다.

이러한 PCM데이터를 다시 DTMF복호화하기 위해서는 13비트 선형 신장기(expansion;300)으로 먼저 변환시킨 후 디코더(400)의 밴드패스필터 알고리즘에 의해 복호되어 진다.

상기 제2도의 DTMF 디코더(400)이 복호화 제어 수순은 제4도의 제400단계에서 p417단계로서 나타난다.

상기의 제4도를 참조하면, 8KHz로 샘플링되어 입력되는 PCM 8비트 데이터는 13비트 선형 데이터로 변환된 다음 본 알고리즘의 입력으로 사용된다. 이러한 샘플데이터를 처리하기 전에 우선 초기상태를 정해주어야 하며, 샘플링 시간에 맞추어 DMA 전송으로 DSP 칩에 입력시킨다.

상기 DMA 인터페이스 블록도 및 파형도는 제3도에 나타내었다.

제3a도에서, 3개의 포토어드레스(EA0, EA1, EA2)에 의해 해당포트가 셀렉터(22)에서 선택 출력되며, 상기 PCM데이터를 해당 타임 슬롯의 2.048MHz로 클러킹하여 S/P변환기(20)로써 변환시켜 3b도의 인터럽트에 의해 DTMF주파수는 로우 글부의 각 4개(697Hz, 770HZ, 852HZ, 941HZ)와 하이 그룹의 각 4개(1209HZ, 1336HZ, 1477HZ, 1633HZ)로 이루어져 있으므로 각 해당 주파수를 선택하기 위해서는 8개의 밴드패스필터를 통과시켜야 한다.

본 발명에서 사용된 BPF는 타원 필터(Elliptic Filter)를 사용하였는데, 이 필터의 규격은 통과대역의 리플(Ripple)이 0.3dB, 중지대역 리플이 26dB, 그리고 통과 차단 주파수와 중지 차단 주파수는 각각 중심 주파수 ±1.5%와 중심주파수 ±3.5%인 2차 IIR필터로 구성되어 있다.

상기 필터의 주파수에 대한 동작 범위는 하기의 표 1과 같다.

따라서, 제4도의 각 단계와 같이 필터를 통과한 해당주파수의 평균 에너지를 구한 다음 로우 및 하이 그룹의 톤 짝을 구하며, 여기서 선택된 짝은 전체에너지의 0.95배 보다 커야하므로 작으면 오프타임 구간으로 넘어가고 크면(두 신호와 비교 즉 하이 에너지와 로우 에너지의 차가 7dB보다 크다)실제 톤이 검출된 것으로 판단해 해당 톤의 숫자가 디코딩 됨을 알 수 있게 된다.

따라서, 기존의 아날로그 방식에 비교할 경우 상기한 본 발명은 DSP 칩을 적용한 디지털 방식을 적용함으로써 쉽게 에이직화 시킬 수 있을 뿐만 아니라 알고리즘의 단순화를 통한 다 채널 복호가 가능한 이점이 있다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명을 도면에 따라 도시하고 실시예에 따라 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기본정의를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 변화와 변형이 가능함을 이 분야의 통상의 지식을 가진자라면 누구나 명백히 알 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. DTMF 수신기의 복호화 방법에 있어서, 밴드패스필터를 통과한 해당 주파수의 평균 에너지를 구하는 단계와, 상기 평균에너지로부터 로우 및 하이 그룹 주파수의 톤 짝을 검출하는 단계와, 상기 검출되어진 톤 짝의 에너지가 전체에너지의 미리 설정된 비율보다 큰가를 판단하는 단계와, 상기 미리 설정된 비율보다 클 경우에 해당톤의 숫자를 디코딩하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 판단 단계의 미리 설정된 비율이 0.95임을 특징으로 하는 방법.