CTCSS和DCS編解碼器

潘 斌

（廣東德和通訊設備有限公司，廣東 廣州 511450）

本產(chǎn)品涉及編解碼器技術領域，特別適用于嬰兒監(jiān)控器和對講機上，設計簡單，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

圖1 CTCSS和DCS編解碼器CTCSS和DCS編碼電路圖

隨著無線通訊技術的發(fā)展，亞音頻技術廣泛應用在無線通訊設備中。此技術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，因為其單音頻率低于300HZ的話音頻率，故稱之為亞音頻技術。當嬰兒監(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，與本機設定的CTCSS 或DCS頻率進行比較，從而決定是否開啟靜音。當嬰兒監(jiān)控器接收機設置有亞音頻，跟你通話嬰兒監(jiān)控器發(fā)射機也加了相應的亞音頻 ，那么當你接收到對方發(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置的亞音頻對比，要是對應的話，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）的技術指標要求是較高的，應符合電子工業(yè)協(xié)會（EIA）的標準。一般要求亞音頻頻率穩(wěn)定度誤差小于±1%，標準亞音頻單音頻偏為：0.5KHZ±20%，標準話音頻偏: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)射結束后能自動地發(fā)出一個134HZ音調(diào)作為“關閉碼”（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）技術已在嬰兒監(jiān)控器通信設計中廣泛采用，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，當然在技術上難度也大些，在國產(chǎn)機中DCS技術成熟過關的不多，而且結構復雜， 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)有技術存在的缺點而提出的，其所解決的技術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)換成標準正弦波的整形電路。

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備對嬰兒監(jiān)控器信息的干擾；實現(xiàn)小區(qū)域頻率復用，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)換成標準正弦波的LM358-2整形電路。設計制作時首先將CTCSS和DCS對應的二進制轉(zhuǎn)換成16進制列表，并存入微處理器M04中。根據(jù)嬰兒監(jiān)控器預先設定的CTCSS或DCS編碼，當嬰兒哭鬧時，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得到標準正弦波。正弦波的頻率附加在麥克風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置的亞音頻對比，要是對應的話，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跟本機設置的DCS對比，要是對應的話，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)品設計CTCSS和DCS編解碼器廣泛應用在對講機和嬰兒監(jiān)控器設計中，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，本領域的普通技術人員在本產(chǎn)品的啟示下，在不違背本產(chǎn)品宗旨及權利要求的前提下，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[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[2]CML Semiconductor Products CTCSS/DCS/SELCALL Processor FX828[EB/OL]www.cmlmicro.com.

[3]江曉林，楊明極.通信原理[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2010.

[4]吳偉陵，牛凱編.移動通信原理[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005（11）.

[5]盧官明，李海波.音頻編解碼技術及應用[J].南京郵電學院，2005（02）.