文档介绍：摘要
双音多频(Dual Tone Multi Frequency, DTMF)信号是音频电话中的拨号信号,由美国AT&T贝尔公司实验室研制,并用于电话网络中。DTMF信号在电话中有两种作用,一个是用拨号信号去控制交换机接通被叫的用户电话机,另一个作用是控制电话机的各种动作,如播放留言、语音信箱等。MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言,MATLAB功能强大、简单易学、编程效率高,深受广大科技工作者的欢迎。特别是MATLAB还具有信号分析工具箱,不需具备很强的编程能力,就可以很方便地进行信号分析、处理和设计。所以该课程设计利用MATLAB进行仿真,编写代码,运行程序,根据提示键入8位电话号码如12345678,回车后可以听见8位电话号码对应的DTMF信号的声音,并输出相应的8幅频谱图,最后显示检测到的电话号码12345678。说明DTMF信号的参数:采样频率、DFT的变换点数以及观测时间的确定原则。
关键词多音双频频谱图采样频率
目录
1引言 - 4 -
2课程设计题目描述和要求 - 5 -
3课程设计报告内容 - 6 -
- 6 -
- 10 -
- 12 -
总结 - 14 -
1引言
双音多频(Dual Tone Multi Frequency, DTMF)信号是音频电话中的拨号信号,由美国AT&T贝尔公司实验室研制,并用于电话网络中。这种信号制式具有很高的拨号速度,且容易自动监测识别,很快就代替了原有的用脉冲计数方式的拨号制式。这种双音多频信号制式不仅用在电话网络中,还可以用于传输十进制数据的其它通信系统中,用于电子邮件和银行系统中。这些系统中用户可以用电话发送DTMF信号选择语音菜单进行操作。
DTMF信号系统是一个典型的小型信号处理系统,它要用数字方法产生模拟信号并进行传输,其中还用到了D/A变换器;在接收端用A/D变换器将其转换成数字信号,并进行数字信号处理与识别。为了系统的检测速度并降低成本,还开发一种特殊的DFT算法,称为戈泽尔(Goertzel)算法,这种算法既可以用硬件(专用芯片)实现,也可以用软件实现。下面首先介绍双音多频信号的产生方法和检测方法,包括戈泽尔算法,最后进行模拟实验。下面先介绍电话中的DTMF信号的组成。
在电话中,数字0~9的中每一个都用两个不同的单音频传输,所用的8个频率分成高频带和低频带两组,低频带有四个频率:679Hz,770Hz,852Hz和941Hz;高频带也有四个频率:1209Hz,1336Hz,1477Hz和1633Hz.。每一个数字均由高、低频带中各一个频率构成,例如1用697Hz和1209Hz两个频率,信号用表示,其中,。这样8个频率形成16种不同的双频信号。具体号码以及符号对应的频率如表1所示。表中最后一列在电话中暂时未用。
表1 双频拨号的频率分配
列
行
1209Hz
1336Hz
1477Hz
633Hz
697Hz
1
2
3
A
770Hz
4
5
6
B
852Hz
7
8
9
C
942Hz
*
0
#
D
DTMF信号在电话中有两种作用,一个是用拨号信号去控制交换机接通被叫的用户电话机,另一个作用是控制电话机的各种动作,如播放留言、语音信箱等。
2课程设计题目描述和要求
DTMF(Double Tone Multi Frequency,双音多频)信号是音频电话拨号信号,由美国AT&T贝尔实验室开发。作为实现电话号码快速可靠传输的一种技术,它具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度,因此,可广泛用于电话通信系统中。但绝大部分是用作电话的音频拨号。另外,它也可以在数据通信系统中广泛地用来实现各种数据流和语音等信息的远程传输。
这种拨号方法取代了脉冲拨号,在DTMF 通信系统中共有8 个频率,分为4 个高频音和4 个低频音. 用1 个高频音和1 个低频音的组合来表示一个信号. 这样,共能提供16 种组合,分别代表16 种信号. 图一为电话按键与信号频率的对应关系。
1
2
4
7
5
8
*A
3
A
B
6
0
9
C
#
D
679HZ
770HZ
852HZ
941HZ
1290HZ
1366HZ
1477HZ
1633HZ
行频率
列频率
图一 DTMF编码
各种DTMF信号的应用都离不开DTMF信号的检测,这是DTMF信号应用的关键。对它的检测,主要通过数字信号处理的算法以及硬件实现。本文主要通过
MATLAB的软件编程来实现DTMF信号的仿真检测,从频域分析了快速傅立叶变换(FFT)和GOERTZEL两种方法