專利名稱：用于3g和4g終端的音調(diào)生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提出一種用于TD-SCDMA、B3G(Beyond 3G)、4G(第四代移動(dòng)通信)終端的音調(diào)生成裝置，屬移動(dòng)通信技術(shù)制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
為實(shí)現(xiàn)通信過程中終端可以發(fā)出DTMF(雙音多頻)信號的功能，終端中需要具備音調(diào)生成器。目前有很多實(shí)現(xiàn)音調(diào)生成器的算法；其中很多被修改定制以應(yīng)用于廣泛的眾所周知的定點(diǎn)處理器的DSP處理器架構(gòu)。一些常用算法有相位累加器頻率合成法，整型delta直接查表法，數(shù)字振蕩器法和截?cái)嗵├占墧?shù)近似法。每種方法都有它們的優(yōu)缺點(diǎn)。
相位累加器頻率合成算法運(yùn)用了定點(diǎn)DSP累加器的溢出特性。因?yàn)橐粽{(diào)生成器計(jì)算正弦序列的連續(xù)采樣，連續(xù)的相位參量(正弦波的參數(shù))之間的差是一個(gè)固定量，對該固定相位量要進(jìn)行歸一化使得當(dāng)預(yù)期的正弦波的一個(gè)周期到達(dá)時(shí)，累加器溢出，并且該累加器被有效地復(fù)位成新周期開始相位。對于每一個(gè)要生成的樣本，上述相位恒定參量被加入到累加器中。這里，必須計(jì)算這個(gè)相位的正弦。下列方法中任何一種都可以用于完成這項(xiàng)工作直接查表法，基于三角計(jì)算的查表法，截?cái)嗵├占墧?shù)近似法。當(dāng)周期結(jié)束時(shí)，累加器溢出，并有效復(fù)位成新周期的開始相位。
在整型Delta直接查表算法中，一個(gè)大小為N的大表包含單位周期內(nèi)均勻分布的采樣的正弦值。這個(gè)表采用基于初始相位和期望頻率為模的方法來尋址。用這種方法，在單個(gè)周期內(nèi)計(jì)算預(yù)期的正弦函數(shù)的采樣。
數(shù)字振蕩器方法中，計(jì)算一個(gè)正弦波作為線性時(shí)不變(LTI)系統(tǒng)的輸出。這個(gè)線性時(shí)不變(LTI)系統(tǒng)的輸入是一個(gè)脈沖，其輸出脈沖響應(yīng)為預(yù)期的正弦波。這個(gè)濾波器的系數(shù)決定預(yù)期的相位、頻率和振幅。修改系數(shù)即可有效地定位出單位圓上一個(gè)特定弧度頻率的復(fù)極點(diǎn)。
截?cái)嗵├占墧?shù)近似算法中，如同多項(xiàng)式近似，采用因果的、實(shí)正弦級數(shù)表示有限的泰勒級數(shù)。普遍認(rèn)為，用正弦表示截?cái)?3或4階)的泰勒級數(shù)的結(jié)果可以被接受。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提出一種采用基于IIR(無限沖擊響應(yīng))濾波器的數(shù)字振蕩器，實(shí)現(xiàn)通用的任意相位的音調(diào)生成器的方法和裝置。該方法和裝置可以產(chǎn)生兩個(gè)任意振幅、頻率和相位的正弦波的疊加信號。不僅可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的DTMF信號，而且能產(chǎn)生任意雙音信號。
一、音調(diào)生成系統(tǒng)構(gòu)成

圖1是本設(shè)計(jì)提出的用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的音調(diào)生成裝置組成框圖。該音調(diào)生成裝置由以下部件構(gòu)成 (1)終端數(shù)字基帶的CPU(101)， (2)終端數(shù)字基帶的數(shù)字信號處理器DSP(102)， (3)包含在DSP 102內(nèi)部的音調(diào)生成器(103)， (4)脈沖密度調(diào)制器PDM(104)， (5)脈沖密度調(diào)制器片外RC低通濾波器(105)， (6)振鈴器(106)， (7)音頻模擬前端VBAFE(107)， (8)揚(yáng)聲器(108)， (9)時(shí)鐘生成器(109)， 對上述組成說明如下 (1)CPU 101與時(shí)鐘發(fā)生器109、DSP 102之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)CPU 101可向DSP 102發(fā)出音調(diào)生成請求信號，該請求信號不僅請示DSP 102用其中的音調(diào)生成器103發(fā)出音調(diào)信號，而且指示出DSP102用音調(diào)生成器103發(fā)出的音調(diào)信號的類型；2)CPU接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號。
(2)DSP 102與CPU 101、時(shí)鐘生成器109、脈沖密度調(diào)制器104、音頻模擬前端VBAFE107之間存在接口進(jìn)行通信。并且，DSP 102內(nèi)部包含音調(diào)生成器103(以DSP固件的形式實(shí)現(xiàn))。其中1)DSP 102接收來自CPU 101的音調(diào)生成請求信號；2)DSP 102接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109的工作時(shí)鐘信號；3)DSP 102可將生成的音調(diào)信號的數(shù)字波形發(fā)給脈沖密度調(diào)制器104、音頻模擬前端VBAFE 107。
(3)音調(diào)生成器103包含在DSP 102的內(nèi)部，以DSP固件的形式實(shí)現(xiàn)。
(4)脈沖密度調(diào)制器PDM 104與DSP 102、時(shí)鐘生成器109、片外RC低通濾波器105之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)脈沖密度調(diào)制器PDM 104接收來自DSP 102的音調(diào)信號的數(shù)字波形；2)脈沖密度調(diào)制器PDM 104接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109的工作時(shí)鐘；3)脈沖密度調(diào)制器PDM 104將音調(diào)信號的數(shù)字波形轉(zhuǎn)換成密度調(diào)制的脈沖信號序列，發(fā)送到片外RC低通濾波器105。
(5)脈沖密度調(diào)制器片外RC低通濾波器105與脈沖密度調(diào)制器PDM 104、振鈴器106之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)RC低通濾波器105接收來自脈沖密度調(diào)制器PDM 104輸出的密度調(diào)制的脈沖信號序列；2)RC低通濾波器105將密度調(diào)制的脈沖信號序列轉(zhuǎn)換成模擬波形發(fā)送到振鈴器106。
(6)音頻模擬前端VBAFE 107與DSP 102、揚(yáng)聲器108之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)音頻模擬前端VBAFE107接收來自DSP 102的音調(diào)信號的數(shù)字波形；2)音頻模擬前端VBAFE107將音調(diào)信號的數(shù)字波形轉(zhuǎn)換成模擬信號，發(fā)送到揚(yáng)聲器108。
(7)時(shí)鐘生成器109與CPU 101、DSP 102、脈沖密度調(diào)制器104、音頻模擬前端VBAFE107之間存在接口，為CPU 101、DSP 102、脈沖密度調(diào)制器104、音頻模擬前端VBAFE107提供工作時(shí)鐘信號。
在此需要說明的是，對于本實(shí)用新型中提到的脈沖密度調(diào)制器PDM，其具體技術(shù)細(xì)節(jié)可以參見本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人之前已提交的另一項(xiàng)發(fā)明專利申請《用于TD-SCDMA和4G終端的脈沖密度調(diào)制器》，申請?zhí)枮?00710069083.X。
二、音調(diào)生成器的實(shí)現(xiàn)方法 將音調(diào)生成器在時(shí)刻n(n＝0，1，2，…)輸出的音調(diào)信號記作y[n]，y[n]是具有隨機(jī)初始相位參量、因果的正弦波信號。y[n]可用下式表示 (式1) 上式中，f0表示音調(diào)信號的頻率，F(xiàn)s表示采樣速率，φ0表示初始相位。n為音調(diào)信號y[n]的輸出時(shí)間，也即y[n]的序號，n＝0，1，2，…。
采用基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器實(shí)現(xiàn)音調(diào)生成器，產(chǎn)生上述音調(diào)信號。此時(shí)，對于該基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器，其脈沖激勵(lì)響應(yīng)可用以下的差分方程表示為 y[n]＝2B1y[n-1]-B2y[n-2]-A0x[n]-A1x[n-1] (式2) 上式中，x[n]表示該基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器的輸入，x[n]是一個(gè)沖擊脈沖，即x[0]＝1，且當(dāng)n≠0時(shí)，x[n]＝0。
同樣，這里也隱含了假設(shè)上述脈沖激勵(lì)響應(yīng)是因果的，即當(dāng)n＜0時(shí)，y[n]＝0。
同樣需要說明的是，對于生成標(biāo)準(zhǔn)DTMF信號這種情況，相位不是關(guān)鍵的，所以φ0一般設(shè)置為0，φ0＝0。
上述(式2)中的系數(shù)定義如下 (式3) B2＝1 (式4) 以及 A0＝-g0sinφ0 (式5) (式6) 圖2是基于上述(式1)實(shí)現(xiàn)的音調(diào)生成器的組成框圖。由圖2可見，該音調(diào)生成器由以下部件構(gòu)成 (1)保存x[n-1]的寄存器(201)， (2)保存y[n-1]的寄存器(202)， (3)保存y[n-2]的寄存器(203)， (4)保存系數(shù)A0的寄存器(204)， (5)保存系數(shù)A1的寄存器(205)， (6)保存系數(shù)B2的寄存器(206)， (7)保存中間計(jì)算結(jié)果的7個(gè)緩存單元207～213， (8)乘法器215、217、219、220、221， (9)加法器216、218、222， (10)時(shí)鐘生成器109， 對上述組成說明如下 (1)寄存器201與基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器的輸入端、時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器217之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器201接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器201將保存的、基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器的前一個(gè)時(shí)刻的輸入x[n-1]發(fā)送到乘法器217；3)之后，寄存器201接收來自數(shù)字振蕩器的輸入端的輸入； (2)寄存器202與寄存器203、時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器220、加法器222之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器202接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器202將保存的y[n-1]發(fā)送到乘法器220；3)寄存器202將保存的y[n-1]發(fā)送到寄存器203；4)之后，寄存器202接收來自加法器222的輸出。
(3)寄存器203與寄存器202、時(shí)鐘發(fā)生器109、加法器218之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器203接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器203將保存的y[n-2]發(fā)送到加法器218；3)之后，寄存器203接收來自寄存器202的輸出。
(4)寄存器204與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器215之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器204接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器204將保存的A0發(fā)送到乘法器215。
(5)寄存器205與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器217之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器205接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器205將保存的A1發(fā)送到乘法器217。
(6)寄存器206與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器220之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器206接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器206將保存的B2發(fā)送到乘法器220。
(7)緩存單元207與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器215、加法器216之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元207接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元207接收來自乘法器215的輸出；3)緩存單元207將保存內(nèi)容發(fā)送給加法器216。
(8)緩存單元208與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器217、加法器216之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元208接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元208接收來自乘法器217的輸出；3)緩存單元208將保存內(nèi)容發(fā)送給加法器216。
(9)緩存單元209與時(shí)鐘發(fā)生器109、加法器216、加法器218之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元209接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元209接收米自加法器216的輸出；3)緩存單元209將保存內(nèi)容發(fā)送給加法器218。
(10)緩存單元210與時(shí)鐘發(fā)生器109、加法器218、乘法器219之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元210接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元210接收來自加法器218的輸出；3)緩存單元210將保存內(nèi)容發(fā)送給乘法器219。
(11)緩存單元211與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器219、加法器222之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元211接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元211接收來自乘法器219的輸出；3)緩存單元211將保存內(nèi)容發(fā)送給加法器222。
(12)緩存單元212與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器220、乘法器221之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元212接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元212接收來自乘法器220的輸出；3)緩存單元212將保存內(nèi)容發(fā)送給乘法器221。
(13)緩存單元213與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器221、加法器222之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元213接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元213接收來自乘法器221的輸出；3)緩存單元213將保存內(nèi)容發(fā)送給加法器222。
三、基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器實(shí)現(xiàn)的音調(diào)生成器的特性 將音調(diào)生成器的頻率分辨率記作△f0，頻率分辨率定義為一個(gè)特定頻率生成的準(zhǔn)確率?；贗IR濾波器的數(shù)字振蕩器的一個(gè)重要特性是它的頻率分辨率在整個(gè)生成范圍內(nèi)不是常量，而是取決于感興趣的頻率。作為生成頻率的函數(shù)的頻率分辨率定義如下 (式7) 其中W是字長。顯然，這個(gè)方法對于0和(或)Fs/2附近的頻率會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果。如圖3所示。圖3中，橫坐標(biāo)為歸一化頻率，縱坐標(biāo)為頻率分辨率。圖中，平的直線所表示的頻率分辨率，是用基于三角計(jì)算的相位累加器頻率合成算法獲得的結(jié)果。而曲線表示的頻率分辨率，則是用基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器方法獲得的結(jié)果。
顯然，基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器方法不能用在接近直流(DC)和1/2采樣頻率的情況中。然而，在實(shí)際使用中，不會(huì)采用基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器方法生成上述2個(gè)頻點(diǎn)的音調(diào)，因而上述情況不會(huì)出現(xiàn)。
在本實(shí)用新型提出的基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器方法中，我們選擇查表方法帶來的計(jì)算復(fù)雜度的少許增加為代價(jià)，換來頻率分辨率的提高和靈活性的增加。
基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器方法的計(jì)算復(fù)雜度較低。為了產(chǎn)生一個(gè)正弦波樣本，需要大約5-7個(gè)周期。這樣，需要14個(gè)周期產(chǎn)生雙音正弦波樣本。在目前我們實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)中，音調(diào)生成器在每次調(diào)用(10ms)將產(chǎn)生80個(gè)樣本，并且每幀(20ms)被調(diào)用兩次。這樣，音調(diào)生成器的瞬時(shí)量化時(shí)長為10ms。在當(dāng)前實(shí)現(xiàn)中還有一些額外開銷，但當(dāng)產(chǎn)生的樣本數(shù)量比較大時(shí)(約為0或160)，其影響不顯著。
當(dāng)前，在使用上述數(shù)字振蕩器產(chǎn)生一個(gè)音調(diào)信號時(shí)，要求用一個(gè)模2(module2)緩存區(qū)(即上文提到的寄存器202和203)存儲(chǔ)數(shù)字振蕩器之前輸出的值，即y[n-1]和y[n-2]。要產(chǎn)生雙音信號，還需要用第2個(gè)模2緩存區(qū)計(jì)算另一個(gè)音調(diào)信號。為了正確地計(jì)算每個(gè)產(chǎn)生的音調(diào)的相位，至少需要存儲(chǔ)3個(gè)16比特系數(shù)A0，A1，B1。需要指出的是，由于B2是常量，所以不用存儲(chǔ)。這樣，要產(chǎn)生雙音正弦波信號，需要存儲(chǔ)6個(gè)16比特系數(shù)并保留2個(gè)模2緩存區(qū)。程序要盡量小，在小于50字節(jié)的水平。
由于實(shí)時(shí)操作限制，需要調(diào)用音調(diào)生成器多次以得到想要的波形。在這種情況下，在音調(diào)生成器調(diào)用過程中，希望保持相位連續(xù)性。在這種情況下，音調(diào)生成器中的IIR濾波器的當(dāng)前狀態(tài)必須被保存并且在音調(diào)生成器重入時(shí)，將初始相位恢復(fù)成該相位?；蛟S完成此項(xiàng)工作的最好方法是讓音調(diào)生成器一直工作在同一組模2緩存區(qū)，并且確保音調(diào)生成器在調(diào)用過程中這些緩存區(qū)被合適地刷新。音調(diào)生成器確保子程序退出。在音調(diào)生成器連續(xù)調(diào)用過程中，如果請求同樣的頻率，模2緩存區(qū)中的值被合適地調(diào)整，以確保相位連續(xù)性。
四、可以生成的音調(diào)信號 對于移動(dòng)終端設(shè)備，有以下二種情況要求必須產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的DTMF音調(diào) 第一，網(wǎng)絡(luò)與終端通信過程中，網(wǎng)絡(luò)要求終端產(chǎn)生并輸出DTMF信號。這些DTMF信號被發(fā)送到音頻模擬前端VBAFE 107的揚(yáng)聲器108。
第二，當(dāng)按下終端鍵盤上的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字鍵{0-9，*和#}時(shí)，終端可能要求產(chǎn)生DTMF信號。在這種情況下，終端要將音調(diào)生成器產(chǎn)生的DTMF信號送到振鈴器或揚(yáng)聲器，或者兩個(gè)都送。我們本實(shí)用新型設(shè)計(jì)內(nèi)容隱含了發(fā)送DTMF給振鈴器。DTMF音調(diào)和所表示的相應(yīng)數(shù)字如表1所示 1.網(wǎng)絡(luò)要求的DTMF 第一種情形是網(wǎng)絡(luò)要求產(chǎn)生DTMF，所生成的音調(diào)的時(shí)長由控制字中的相應(yīng)比特確定。這些信息被送到音頻模擬前端VBAFE，由音頻模擬前端VBAFE完成數(shù)模轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換的模擬波形發(fā)送到揚(yáng)聲器。采樣率Fs取8000Hz(8KHz)。DTMF持續(xù)時(shí)長可取{95ms，150ms，200ms，250ms，300ms，350ms}中的任一值；數(shù)字間最小間隔可取{60ms，100ms，150ms，200ms}中的任一值。
DSP通過寫一個(gè)映射到音頻模擬前端(VBAFE)的控制寄存器的內(nèi)存，配置揚(yáng)聲器產(chǎn)生的音量。在這種情況下，音調(diào)生成器被調(diào)用，以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)?4比特PCM校準(zhǔn)樣本；然后把這些樣本寫到適當(dāng)?shù)囊纛l輸入緩存區(qū)中。
2.終端按鍵要求的DTMF 在壓下鍵盤的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字鍵按鍵時(shí)，終端應(yīng)當(dāng)能產(chǎn)生DTMF音調(diào)作為響應(yīng)。音頻處理子系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能將這個(gè)信號傳送給振鈴器、揚(yáng)聲器中的一個(gè)或全部。音頻處理子系統(tǒng)也能禁止當(dāng)壓下一個(gè)鍵時(shí)產(chǎn)生聲音(靜音)。
振鈴的接口將通過脈沖密度調(diào)節(jié)器(PDM)104。一種做法可以是通過適當(dāng)配置PDM 104產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字波形，并將該波形發(fā)給片外RC低通濾波器105，產(chǎn)生一個(gè)和振鈴相關(guān)聯(lián)的模擬波形，再使振鈴器接收該波形。另外一種做法是，PDM 104的輸出以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)換波形直接發(fā)送給振鈴電路。(對于本實(shí)用新型中提到的脈沖密度調(diào)制器PDM，其具體技術(shù)細(xì)節(jié)可以參見本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人之前已提交的另一項(xiàng)發(fā)明專利申請《用于TD-SCDMA和4G終端的脈沖密度調(diào)制器》，申請?zhí)枮?00710069083.X) 3.用于生成DTMF的16比特系數(shù) 表2給出的系數(shù)是采用基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器實(shí)現(xiàn)的音調(diào)生成器，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)DTMF信號的規(guī)定系數(shù)。這些系數(shù)是基于無“扭曲”或兩個(gè)正弦波的振幅無差別而得出，并產(chǎn)生14比特校準(zhǔn)的音頻編解碼器PCM信號。對于VBAFE，對應(yīng)于43m Vrms的最大PCM輸入級(214-1)被定義為3.14dB。根據(jù)這個(gè)定義，±5706的振幅被定義為0dB，并且被建議作為默認(rèn)的輸入級?！?706的振幅是單個(gè)音調(diào)的振幅；下面列出的系數(shù)將產(chǎn)生一個(gè)波形，該波形具有近似于用最低有效比特規(guī)整后的14比特VBAFE相同功率。假如VBAFE的規(guī)整改變，這些系數(shù)也要相應(yīng)地改變。使用終端的音量控制按鈕，可以將修改VBAFE控制寄存器的可變增益設(shè)置，使音量變化超過這個(gè)級別?？梢匀菀椎禺a(chǎn)生新的系數(shù)以計(jì)算音調(diào)間的扭曲。
表2基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器生成標(biāo)準(zhǔn)DTMF的16比特系數(shù)(針對于采樣率Fs＝8000Hz的情況)。
用于生成標(biāo)準(zhǔn)DTMF的音調(diào)生成器的系數(shù)集的詳細(xì)表述如下 A0L＝(-1)floor(32767g sinφ) (式8) A0H＝(-1)floor(32767g sinφ) (式9) 和 (式10) (式11) 以及 (式12) (式13) 上述(式8)～(式13)中的函數(shù)floor(Z)，表示取≤Z的最大整數(shù)。
對于表2的情況，g≈0.12309。而對應(yīng)于g≈1.0(0.999…)，將產(chǎn)生一個(gè)振幅接近±32767的數(shù)字正弦波。利用這種方法，音調(diào)生成器可通過改變系數(shù)而與一系列音頻編解碼器共同使用，或者是與一個(gè)給定的采用不同比特規(guī)整模式(采用最高有效比特規(guī)整或最低有效比特規(guī)整)的音頻編解碼器共同使用。頻譜分析曲線詳細(xì)說明了采用上述參數(shù)所產(chǎn)生音調(diào)的頻率準(zhǔn)確性。所得的準(zhǔn)確性看起來比DTMF更好。
4.發(fā)送消息 除了標(biāo)準(zhǔn)DTMF音，音調(diào)生成器還可以生成在網(wǎng)絡(luò)和終端之間傳遞的音調(diào)消息。如，網(wǎng)絡(luò)要求在終端上產(chǎn)生一個(gè)振鈴或音調(diào)。這些信號類型可以是音調(diào)、振鈴音。表3列出的是一些可能使用的音調(diào)信號。
5.生成音消息的16比特系數(shù) 表4給出用于生成CDMA中標(biāo)準(zhǔn)音頻消息信號的系數(shù)。這些音頻消息信號在CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中定義。
圖4所示是用本實(shí)用新型提出的基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器方法產(chǎn)生振鈴音時(shí)間序列圖(校準(zhǔn)成0dB)，圖4中，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為采樣序列樣點(diǎn)值的幅度。圖5是該振鈴音時(shí)間序列圖的頻譜，圖5中，橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為頻譜(各頻率點(diǎn))響應(yīng)幅度。這些系數(shù)是用VBAFE的最低有效比特規(guī)整過的結(jié)果。所生成頻率的偏差可忽略。
附圖及附表說明 圖1是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的音調(diào)生成裝置組成框圖。
圖2是基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器實(shí)現(xiàn)的音調(diào)生成器構(gòu)成框圖。
圖3是IIR濾波器方法的頻率分辨率。
圖4是用IIR濾波器方法產(chǎn)生的振鈴音的時(shí)間序列圖。
圖5是用IIR濾波器方法產(chǎn)生的振鈴音的頻譜圖。
表1是標(biāo)準(zhǔn)DTMF音調(diào)及其表示的數(shù)字。
表2基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器生成標(biāo)準(zhǔn)DTMF的16比特系數(shù)(針對于采樣率Fs＝8000Hz的情況)。
表3是一些可能使用的音調(diào)信號。
表4是用于生成基于IIR濾波器的消息音的16比特系數(shù)(針對于采樣率Fs＝8000Hz的情況)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1圖1是本設(shè)計(jì)提出的用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的音調(diào)生成裝置組成框圖。該音調(diào)生成裝置由以下部件構(gòu)成終端數(shù)字基帶的CPU-101，終端數(shù)字基帶的數(shù)字信號處理器DSP-102，包含在DSP 102內(nèi)部的音調(diào)生成器103，脈沖密度調(diào)制器PDM-104，脈沖密度調(diào)制器片外RC低通濾波器105，振鈴器106，音頻模擬前端VBAFE-107，揚(yáng)聲器108，時(shí)鐘生成器109，其連接關(guān)系見附圖1。
對上述組成說明如下 (1)CPU 101與時(shí)鐘發(fā)生器109、DSP 102之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)CPU 101可向DSP 102發(fā)出音調(diào)生成請求信號，該請求信號不僅請示DSP 102用其中的音調(diào)生成器103發(fā)出音調(diào)信號，而且指示出DSP102用音調(diào)生成器103發(fā)出的音調(diào)信號的類型；2)CPU接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號。
(2)DSP 102與CPU 101、時(shí)鐘生成器109、脈沖密度調(diào)制器104、音頻模擬前端VBAFE107之間存在接口進(jìn)行通信。并且，DSP 102內(nèi)部包含音調(diào)生成器103(以DSP固件的形式實(shí)現(xiàn))。其中1)DSP 102接收來自CPU 101的音調(diào)生成請求信號；2)DSP 102接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109的工作時(shí)鐘信號；3)DSP 102可將生成的音調(diào)信號的數(shù)字波形發(fā)給脈沖密度調(diào)制器104、音頻模擬前端VBAFE 107。
(3)音調(diào)生成器103包含在DSP 102的內(nèi)部，以DSP固件的形式實(shí)現(xiàn)。
(4)脈沖密度調(diào)制器PDM 104與DSP 102、時(shí)鐘生成器109、片外RC低通濾波器105之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)脈沖密度調(diào)制器PDM 104接收來自DSP 102的音調(diào)信號的數(shù)字波形；2)脈沖密度調(diào)制器PDM 104接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109的工作時(shí)鐘；3)脈沖密度調(diào)制器PDM 104將音調(diào)信號的數(shù)字波形轉(zhuǎn)換成密度調(diào)制的脈沖信號序列，發(fā)送到片外RC低通濾波器105。
(5)脈沖密度調(diào)制器片外RC低通濾波器105與脈沖密度調(diào)制器PDM 104、振鈴器106之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)RC低通濾波器105接收來自脈沖密度調(diào)制器PDM 104輸出的密度調(diào)制的脈沖信號序列；2)RC低通濾波器105將密度調(diào)制的脈沖信號序列轉(zhuǎn)換成模擬波形發(fā)送到振鈴器106。
(6)音頻模擬前端VBAFE 107與DSP 102、揚(yáng)聲器108之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)音頻模擬前端VBAFE107接收來自DSP 102的音調(diào)信號的數(shù)字波形；2)音頻模擬前端VBAFE107將音調(diào)信號的數(shù)字波形轉(zhuǎn)換成模擬信號，發(fā)送到揚(yáng)聲器108。
(7)時(shí)鐘生成器109與CPU 101、DSP 102、脈沖密度調(diào)制器104、音頻模擬前端VBAFE107之間存在接口，為CPU 101、DSP 102、脈沖密度調(diào)制器104、音頻模擬前端VBAFE107提供工作時(shí)鐘信號。
(對于本實(shí)用新型中提到的脈沖密度調(diào)制器PDM，其具體技術(shù)細(xì)節(jié)可以參見本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人之前已提交的另一項(xiàng)發(fā)明專利申請《用于TD-SCDMA和4G終端的脈沖密度調(diào)制器》，申請?zhí)枮?00710069083.X) 實(shí)施例2將音調(diào)生成器在時(shí)刻n(n＝0，1，2，…)輸出的音調(diào)信號記作y[n]，y[n]是具有隨機(jī)初始相位參量、因果的正弦波信號。y[n]可用下式表示 (式1) 上式中，f0表示音調(diào)信號的頻率，F(xiàn)s表示采樣速率，φ0表示初始相位。n為音調(diào)信號y[n]的輸出時(shí)間，也即y[n]的序號，n＝0，1，2，…。
采用基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器實(shí)現(xiàn)音調(diào)生成器，產(chǎn)生上述音調(diào)信號。此時(shí)，對于該基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器，其脈沖激勵(lì)響應(yīng)可用以下的差分方程表示為 y[n]＝2B1y[n-1]-B2y[n-2]-A0x[n]-A1x[n-1](式2) 上式中，x[n]表示該基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器的輸入，x[n]是一個(gè)沖擊脈沖，即x[0]＝1，且當(dāng)n≠0時(shí)，x[n]＝0。
同樣，這里也隱含了假設(shè)上述脈沖激勵(lì)響應(yīng)是因果的，即當(dāng)n＜0時(shí)，y[n]＝0。
同樣需要說明的是，對于生成標(biāo)準(zhǔn)DTMF信號這種情況，相位不是關(guān)鍵的，所以φ0一般設(shè)置為0，φ0＝0。
上述(式2)中的系數(shù)定義如下 (式3) B2＝1(式4) 以及 A0＝-g0sinφ0(式5) (式6) 圖2是基于上述(式1)實(shí)現(xiàn)的音調(diào)生成器的組成框圖。由圖2可見，該音調(diào)生成器由以下部件構(gòu)成 (1)保存x[n-1]的寄存器201， (2)保存y[n-1]的寄存器202， (3)保存y[n-2]的寄存器203， (4)保存系數(shù)A0的寄存器204， (5)保存系數(shù)A1的寄存器205， (6)保存系數(shù)B2的寄存器206， (7)保存中間計(jì)算結(jié)果的7個(gè)緩存單元207～213， (8)乘法器215、217、219、220、221， (9)加法器216、218、222， (10)時(shí)鐘生成器109，其連接關(guān)系見附圖2。
對上述組成說明如下 (1)寄存器201與基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器的輸入端、時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器217之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器201接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器201將保存的、基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器的前一個(gè)時(shí)刻的輸入x[n-1]發(fā)送到乘法器217；3)之后，寄存器201接收來自數(shù)字振蕩器的輸入端的輸入； (2)寄存器202與寄存器203、時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器220、加法器222之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器202接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器202將保存的y[n-1]發(fā)送到乘法器220；3)寄存器202將保存的y[n-1]發(fā)送到寄存器203；4)之后，寄存器202接收來自加法器222的輸出。
(3)寄存器203與寄存器202、時(shí)鐘發(fā)生器109、加法器218之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器203接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器203將保存的y[n-2]發(fā)送到加法器218；3)之后，寄存器203接收來自寄存器202的輸出。
(4)寄存器204與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器215之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器204接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器204將保存的A0發(fā)送到乘法器215。
(5)寄存器205與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器217之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器205接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器205將保存的A1發(fā)送到乘法器217。
(6)寄存器206與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器220之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)寄存器206接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)寄存器206將保存的B2發(fā)送到乘法器220。
(7)緩存單元207與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器215、加法器216之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元207接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元207接收來自乘法器215的輸出；3)緩存單元207將保存內(nèi)容發(fā)送給加法器216。
(8)緩存單元208與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器217、加法器216之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元208接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元208接收來自乘法器217的輸出；3)緩存單元208將保存內(nèi)容發(fā)送給加法器216。
(9)緩存單元209與時(shí)鐘發(fā)生器109、加法器216、加法器218之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元209接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元209接收來自加法器216的輸出；3)緩存單元209將保存內(nèi)容發(fā)送給加法器218。
(10)緩存單元210與時(shí)鐘發(fā)生器109、加法器218、乘法器219之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元210接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元210接收來自加法器218的輸出；3)緩存單元210將保存內(nèi)容發(fā)送給乘法器219。
(11)緩存單元211與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器219、加法器222之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元211接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元211接收來自乘法器219的輸出；3)緩存單元211將保存內(nèi)容發(fā)送給加法器222。
(12)緩存單元212與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器220、乘法器221之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元212接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元212接收來自乘法器220的輸出；3)緩存單元212將保存內(nèi)容發(fā)送給乘法器221。
(13)緩存單元213與時(shí)鐘發(fā)生器109、乘法器221、加法器222之間存在接口進(jìn)行通信。其中1)緩存單元213接收來自時(shí)鐘發(fā)生器109輸出的工作時(shí)鐘信號；2)緩存單元213接收來自乘法器221的輸出；3)緩存單元213將保存內(nèi)容發(fā)送給加法器222。
實(shí)施例3在壓下鍵盤的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字鍵按鍵時(shí)，終端應(yīng)當(dāng)能產(chǎn)生DTMF音調(diào)作為響應(yīng)。音頻處理子系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能將這個(gè)信號傳送給振鈴器、揚(yáng)聲器中的一個(gè)或全部。音頻處理子系統(tǒng)也能禁止當(dāng)壓下一個(gè)鍵時(shí)產(chǎn)生聲音(靜音)。
振鈴的接口將通過脈沖密度調(diào)節(jié)器(PDM)104。一種做法可以是通過適當(dāng)配置PDM 104產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字波形，并將該波形發(fā)給片外RC低通濾波器105，產(chǎn)生一個(gè)和振鈴相關(guān)聯(lián)的模擬波形，再使振鈴器接收該波形。另外一種做法是，PDM 104的輸出以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)換波形直接發(fā)送給振鈴電路。(對于本實(shí)用新型中提到的脈沖密度調(diào)制器PDM，其具體技術(shù)細(xì)節(jié)可以參見本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人之前已提交的另一項(xiàng)發(fā)明專利申請《用于TD-SCDMA和4G終端的脈沖密度調(diào)制器》，申請?zhí)枮?00710069083.X) 表2中給出的系數(shù)是采用基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器實(shí)現(xiàn)的音調(diào)生成器，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)DTMF信號的規(guī)定系數(shù)。這些系數(shù)是基于無“扭曲”或兩個(gè)正弦波的振幅無差別而得出，并產(chǎn)生14比特校準(zhǔn)的音頻編解碼器PCM信號。對于VBAFE，對應(yīng)于43m Vrms的最大PCM輸入級(214-1)被定義為3.14dB。根據(jù)這個(gè)定義，±5706的振幅被定義為0dB，并且被建議作為默認(rèn)的輸入級。±5706的振幅是單個(gè)音調(diào)的振幅；下面列出的系數(shù)將產(chǎn)生一個(gè)波形，該波形具有近似于用最低有效比特規(guī)整后的14比特VBAFE相同功率。假如VBAFE的規(guī)整改變，這些系數(shù)也要相應(yīng)地改變。使用終端的音量控制按鈕，可以將修改VBAFE控制寄存器的可變增益設(shè)置，使音量變化超過這個(gè)級別?？梢匀菀椎禺a(chǎn)生新的系數(shù)以計(jì)算音調(diào)間的扭曲。
表2基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器生成標(biāo)準(zhǔn)DTMF的16比特系數(shù)(針對于采樣率Fs＝8000Hz的情況)。
用于生成標(biāo)準(zhǔn)DTMF的音調(diào)生成器的系數(shù)集的詳細(xì)表述如下 A0L＝(-1)floor(32767g sinφ)(式8) A0H＝(-1)floor(32767g sinφ)(式9) 和 (式10) (式11) 以及 (式12) (式13) 上述(式8)～(式13)中的函數(shù)floor(Z)，表示取≤Z的最大整數(shù)。
對于表2的情況，g≈0.12309。而對應(yīng)于g≈1.0(0.999…)，將產(chǎn)生一個(gè)振幅接近±32767的數(shù)字正弦波。利用這種方法，音調(diào)生成器可通過改變系數(shù)而與一系列音頻編解碼器共同使用，或者是與一個(gè)給定的采用不同比特規(guī)整模式(采用最高有效比特規(guī)整或最低有效比特規(guī)整)的音頻編解碼器共同使用。頻譜分析曲線詳細(xì)說明了采用上述參數(shù)所產(chǎn)生音調(diào)的頻率準(zhǔn)確性。所得的準(zhǔn)確性看起來比DTMF更好。
實(shí)施例4除了標(biāo)準(zhǔn)DTMF音，音調(diào)生成器還可以生成在網(wǎng)絡(luò)和終端之間傳遞的音調(diào)消息。如，網(wǎng)絡(luò)要求在終端上產(chǎn)生一個(gè)振鈴或音調(diào)。這些信號類型可以是音調(diào)、振鈴音。表3列出的是一些可能使用的音調(diào)信號。
表4給出采用基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器實(shí)現(xiàn)的音調(diào)生成器，生成CDMA中標(biāo)準(zhǔn)音頻消息信號的系數(shù)。這些音頻消息信號在CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中定義。
圖4所示是用本實(shí)用新型提出的基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器方法產(chǎn)生振鈴音時(shí)間序列圖(校準(zhǔn)成0dB)，圖4中，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為采樣序列樣點(diǎn)值的幅度。圖5是該振鈴音時(shí)間序列圖的頻譜，圖5中，橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為頻譜(各頻率點(diǎn))響應(yīng)幅度。這些系數(shù)是用VBAFE的最低有效比特規(guī)整過的結(jié)果。所生成頻率的偏差可忽略。
表1是標(biāo)準(zhǔn)DTMF音調(diào)及其表示的數(shù)字 表2基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器生成標(biāo)準(zhǔn)DTMF的16比特系數(shù) 表3是一些可能使用的音調(diào)信號 類型信號 消息目的 (二進(jìn)位的)來源 撥號音000000網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 一個(gè)連續(xù)的350Hz音被加入到一個(gè)440Hz音 /VBAFE 振鈴音，回鈴音000001網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 一個(gè)440Hz音被加入到一個(gè)480Hz音，并以2秒發(fā)送4秒/VBAFE 停止的規(guī)律周期性重復(fù) 攔截音000010網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 交替的440Hz音和620Hz音，每個(gè)音持續(xù)250ms /VBAFE 短攔截音 000011網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 交替的440Hz音和620Hz音，每個(gè)音持續(xù)250ms，重復(fù)4秒 /VBAFE 網(wǎng)絡(luò)阻塞(重?fù)?音 000100網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 一個(gè)480Hz音被加入到一個(gè)620Hz音，并以250ms發(fā)送 /VBAFE 250ms停止的規(guī)律周期性重復(fù)。
短網(wǎng)絡(luò)阻塞(重?fù)?音000101網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 一個(gè)480Hz音被加入到一個(gè)620Hz音，并以250ms發(fā)送 /VBAFE 250ms停止的規(guī)律周期性重復(fù)4秒。
忙音，占線音 000110網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 一個(gè)480Hz音被加入到一個(gè)620Hz音，并以500ms發(fā)送 /VBAFE 500ms停止的規(guī)律周期性重復(fù)。
確認(rèn)音000111網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 一個(gè)350Hz音被加入到一個(gè)440Hz音，并以100ms發(fā)送 /VBAFE 100ms停止的規(guī)律重復(fù)3次。
應(yīng)答音001000網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 北美網(wǎng)絡(luò)不提供應(yīng)答音。/VBAFE 呼叫等待音001001網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 440Hz音突發(fā)300ms。/VBAFE 關(guān)閉音調(diào)111111網(wǎng)絡(luò)揚(yáng)聲器 /VBAFE 所有其它信號值被保留 表4是用于生成基于IIR濾波器的消息音的16比特系數(shù) 消息音名稱FL， A0L A1L B1L FH， A0H A1H B1H HzHz 撥號音3500-10943153600-136630829 振鈴音4400-13663082900-148530465 用于各種消息 4400-136630829NA NANA NA 用于各種消息 6200-188728958NA NANA NA 忙音 4800-148530465620 0-1887 28958 確認(rèn)音3500-109431536440 0-1366 30829 用于各種消息 4400-136630829NANA NA NA 關(guān)閉所有音調(diào) NA 000NA00 0
權(quán)利要求1.一種用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的音調(diào)生成裝置，其特征是該音調(diào)生成裝置由終端數(shù)字基帶的CPU，終端數(shù)字基帶的數(shù)字信號處理器DSP，包含在終端數(shù)字基帶的數(shù)字信號處理器DSP內(nèi)部的音調(diào)生成器，脈沖密度調(diào)制器PDM，脈沖密度調(diào)制器片外RC低通濾波器，振鈴器，音頻模擬前端VBAFE，揚(yáng)聲器，時(shí)鐘生成器構(gòu)成；終端數(shù)字基帶的CPU與時(shí)鐘生成器、終端數(shù)字基帶的數(shù)字信號處理器DSP之間的接口連接通信，終端數(shù)字基帶的數(shù)字信號處理器DSP與終端數(shù)字基帶的CPU、時(shí)鐘生成器、脈沖密度調(diào)制器PDM、音頻模擬前端VBAFE之間的接口連接通信，脈沖密度調(diào)制器PDM與終端數(shù)字基帶的數(shù)字信號處理器DSP、時(shí)鐘生成器、脈沖密度調(diào)制器片外RC低通濾波器之間的接口連接通信，脈沖密度調(diào)制器片外RC低通濾波器與脈沖密度調(diào)制器PDM、振鈴器之間的接口連接通信，音頻模擬前端VBAFE與終端數(shù)字基帶的數(shù)字信號處理器DSP、揚(yáng)聲器之間的接口連接通信，時(shí)鐘生成器與終端數(shù)字基帶的CPU、終端數(shù)字基帶的數(shù)字信號處理器DSP、脈沖密度調(diào)制器、音頻模擬前端VBAFE之間的接口連接，為終端數(shù)字基帶的CPU、終端數(shù)字基帶的數(shù)字信號處理器DSP、脈沖密度調(diào)制器、音頻模擬前端VBAFE提供工作時(shí)鐘信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的音調(diào)生成器，其特征是
(1)該音調(diào)生成器采用基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器產(chǎn)生終端所要求的音調(diào)信號；
(2)該音調(diào)生成器可以產(chǎn)生兩個(gè)任意振幅、頻率和相位的正弦波的疊加信號，不僅可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的DTMF信號，而且能產(chǎn)生任意雙音信號；
(3)上述基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器的脈沖激勵(lì)響應(yīng)可用以下的差分方程表示
y[n]＝2B1y[n-1]-B2y[n-2]-A0x[n]-A1x[n-1]
上式中，y[n]表示在時(shí)刻n(n＝0，1，2，…)輸出的音調(diào)信號，y[n]是具有隨機(jī)初始相位參量、因果的正弦波信號，y[n]可用下式表示
x[n]表示該基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器的輸入，x[n]是一個(gè)沖擊脈沖，即x[0]＝1，且當(dāng)n≠0時(shí)，x[n]＝0，且上述脈沖激勵(lì)響應(yīng)是因果的，即當(dāng)n＜0時(shí)，y[n]＝0，
其中的系數(shù)定義如下
B2＝1
以及
A0＝-g0sinφ0
上述式中，f0表示音調(diào)信號的頻率，F(xiàn)s表示采樣速率，φ0表示初始相位，對于生成標(biāo)準(zhǔn)DTMF信號這種情況，相位不是關(guān)鍵的，所以φ0一般設(shè)置為0，φ0＝0。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的音調(diào)生成器，其特征是該音調(diào)生成器由保存x[n-1]的寄存器(201)，保存y[n-1]的寄存器(202)，保存y[n-2]的寄存器(203)，保存系數(shù)A0的寄存器(204)，保存系數(shù)A1的寄存器(205)，保存系數(shù)B2的寄存器(206)，保存中間計(jì)算結(jié)果的7個(gè)緩存單元(207～213)，乘法器(215)、(217)、(219)、(220)、(221)，加法器(216)、(218)、(222)，時(shí)鐘生成器(109)構(gòu)成，寄存器(201)與基于IIR濾波器的數(shù)字振蕩器的輸入端、時(shí)鐘發(fā)生器(109)、乘法器(217)之間的接口連接通信，寄存器(202)與寄存器(203)、時(shí)鐘發(fā)生器(109)、乘法器(220)、加法器(222)之間的接口連接通信，寄存器(203)與寄存器(202)、時(shí)鐘發(fā)生器(109)、加法器(218)之間的接口連接通信，寄存器(204)與時(shí)鐘發(fā)生器(109)、乘法器(215)之間的接口連接通信，寄存器(205)與時(shí)鐘發(fā)生器(109)、乘法器(217)之間的接口連接通信，寄存器(206)與時(shí)鐘發(fā)生器(109)、乘法器(220)之間的接口連接通信，緩存單元(207)與時(shí)鐘發(fā)生器(109)、乘法器(215)、加法器(216)之間的接口連接通信，緩存單元(208)與時(shí)鐘發(fā)生器(109)、乘法器(217)、加法器(216)之間的接口連接通信，緩存單元(209)與時(shí)鐘發(fā)生器(109)、加法器(216)、加法器(218)之間的接口連接通信，緩存單元(210)與時(shí)鐘發(fā)生器(109)、加法器(218)、乘法器(219)之間的接口連接通信，緩存單元(211)與時(shí)鐘發(fā)生器(109)、乘法器(219)、加法器(222)之間的接口連接通信，緩存單元(212)與時(shí)鐘發(fā)生器(109)、乘法器(220)、乘法器(221)之間的接口連接通信，緩存單元(213)與時(shí)鐘發(fā)生器(109)、乘法器(221)、加法器(222)之間的接口連接通信。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種用于TD-SCDMA、Beyond 3G、4G終端的音調(diào)生成裝置。該音調(diào)生成裝置采用基于IIR(無限沖擊響應(yīng))濾波器的數(shù)字振蕩器實(shí)現(xiàn)，可以產(chǎn)生兩個(gè)任意振幅、頻率和相位的正弦波的疊加信號，不僅可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的DTMF信號，而且能產(chǎn)生任意雙音信號。
文檔編號H04B1/40GK201066841SQ20072011117
公開日2008年5月28日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者李亞紅, 詠 吳, 許曉斌 申請人:浙江華立通信集團(tuán)有限公司