双音多频

信号工程处理课设报告——双音多频(DTMF)信号的检测

专业：通信工程

学号：09024121

姓名：宋江雪

完成日期：2012.5

一．实验目的

1.理解 DTMF 信号的产生原理及其检测方法

2.提高分析和解决问题的能力

3.提高数字信号处理的实际能力

二、实验内容

1.设置参数，读入电话号码。

2.根据输入的电话号码产生包含两个频率分量的 205 点时域离散DTMF 信号。

3.对时域离散 DTMF 信号利用Goertzel 算法(参见附录)进行频率检测，画出幅度谱。

4.根据幅度谱的两个峰值，分别查找并确定所输入的电话号码。 小提示：

因为程序产生的是纯音调信号，所以不需检测二次谐波分量以区分语音和按键音调信号。

三、实验原理

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。

1. 双音多频（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)2sin()2sin(21t f t f ππ+表示，其中Hz f 6791=，

Hz f 12092=。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.双音多频信号的产生

假设时间连续的 DTMF 信号用x (t ) = sin(2π f 1t ) + sin(2π f 2t )表示，式中 f 1 和f 2 分别代表上述低频带频率和高频带频率中的频率。显然用数字方法产生DTMF 信号，方便而且体积小。下面介绍采用数字方法产生DTMF 信号。

规定用 8kHz 对DTMF 信号进行采样，采样后得到时域离散信号为：

x (n ) = sin(2π f n / 8000) + sin(2π f n / 8000)

由于采样率是8kHz ，因此要求每125ms 输出一个样本，得到的序列再送到D/A 变换器，它的输出经过平滑滤波便是连续时间的DTMF 信号。DTMF 信号通过电话线路再送到交换机。

3、双音多频信号的检测

在接收端，要对收到的双音多频信号进行检测，即检测两个正弦波的频率，以判断其对应的十进制数字或符号。显然，这里可以用数字方法进行检测，因此要将收到的时间连续DTMF 信号进行A/D 变换，变成数字信号再进行检测。检测方法用DFT(FFT)对双音多频信号进行频谱分析，由信号的幅度谱判断信号的两个频率，最后确定对应的数字或符号。当检测的频率数目较少时，用滤波器组实现更为合适。FFT 是DFT 的快速算法，但当计算的频率点数远小于DFT 的变换区间长度时，用FFT 快速算法的效果不明显，而且还要占用很多内存，因此不如直接用DFT 合适。所以实验中我们选用了DFT 算法。

4、检测DTMF 信号的DFT 参数选择

用DFT 检测模拟DTMF 信号所含有的两个音频频率，是一个用DFT 对模拟信号进行频

谱分析的问题。根据第三章用DFT 对模拟信号进行谱分析的理论，确定三个参数：（1）采样频率s F ，（2）DFT 的变换点数N ，（3）需要对信号的观察时间的长度p T 。这三个参数不能随意选取，要根据对信号频谱分析的要求进行确定。这里对信号频谱分析也有三个要求： （1）频率分辨率，（2）谱分析的频谱范围，（3）检测频率的准确性。 （1）、频谱分析的分辨率。

观察要检测的8个频率，相邻间隔最小的是第一和第二个频率，间隔是73Hz ，要求DFT 最少能够分辨相隔73Hz 的两个频率，即要求Hz F 73min 。DFT 的分辨率和对信号的

观察时间p T 有关，ms F T p 7.1373/1/1min === 。考虑到可靠性，留有富裕量，要求按键的时间大于40ms 。 （2）、频谱分析的频率范围

要检测的信号频率范围是697～1633Hz ，但考虑到存在语音干扰，除了检测这8个频率外，还要检测它们的二次倍频的幅度大小，波形正常且干扰小的正弦波的二次倍频是很小的，如果发现二次谐波很大，则不能确定这是DTMF 信号。这样频谱分析的频率范围为697～3266Hz 。按照采样定理，最高频率不能超过折叠频率，即Hz F s 36225.0≥，由此要求最小的采样频率应为7.24KHz 。因为数字电话总系统已经规定s F ＝8KHz ，因此对频谱分析范围的要求是一定满足的。按照ms T p 7.13min =，s F ＝8KHz ，算出对信号最少的采样点数为

110min min ≈?=s p F T N 。

（3）、检测频率的准确性

这是一个用DFT 检测正弦波频率是否准确的问题。序列的N 点DFT 是对序列频谱函数在0～π2区间的N 点等间隔采样，如果是一个周期序列，截取周期序列的整数倍周期，进行DFT ，其采样点刚好在周期信号的频率上，DFT 的幅度最大处就是信号的准确频率。分析这些DTMF 信号，不可能经过采样得到周期序列，因此存在检测频率的准确性问题。 DFT 的频率采样点频率为N k k /2πω=（k =0,1,2,---,N -1），相应的模拟域采样点频率为N k F f s k /=（k =0,1,2,---,N -1）

，希望选择一个合适的N ，使用该公式算出的k f 能接近要检测的频率，或者用8个频率中的任一个频率'

k f 代入公式'

/k

s f F k N =中时，得到的

k

值最接近整数值，这样虽然用幅度最大点检测的频率有误差，但可以准确判断所对应的DTMF 频率，即可以准确判断所对应的数字或符号。经过分析研究认为N ＝205是最好的。按照s F ＝8KHz ，N ＝205，算出8个频率及其二次谐波对应k 值，和k 取整数时的频率误差见表2。

表2 8个基频 Hz 最近的整数k 值 DFT 的 k 值 绝对误差

二次谐波 Hz 对应的 k 值

最近的 整数k 值

绝对误差

697 17.861 18 0.139 1394 35.024 35 0.024 770 19.531 20 0.269 1540 38.692 39 0.308 852 21.833 22 0.167 1704 42.813 43 0.187 941

24.113

24

0.113 1882

47.285 47

0.285

1209 30.981 31 0.019 2418 60.752 61 0.248 1336 34.235 34 0.235 2672 67.134 67 0.134 1477 37.848 38 0.152 2954 74.219 74 0.219 1633

41.846

42

0.154

3266

82.058 82

0.058

通过以上分析，确定s F ＝8KHz ，N ＝205，ms T p 40 。

四、实验过程

1、实验程序流程图

2.程序

#include "stdio.h"

#include "math.h"

double x[N];

PI=3.1415926

N=256

char get_input(void);

void creat_wave(char number);

void DFT(void);

void DFT()

{

int j,i,k1=0,k2=0;/*k1、k2存储的是结的两个能量最大的频率点。*/

double re[N]={0},in[N]={0},output[N]={0},max1=0,max2=0,f1=0,f2=0,temp; /*max1和max2存储两个最大能量信息*/

FILE *fp;

for(i=0;i

{

for(j=0;j

{

re[i]=re[i]+x[j]*cos(2*PI*j*i/N);

in[i]=in[i]+x[j]*sin(2*PI*j*i/N);

/*分别计算实部和虚部。*/

}

output[i]=sqrt(re[i]*re[i]+in[i]*in[i]); /*计算幅度谱，由幅度谱确定功

率最大的频点*/

/*printf("%f\t",output[i]); */

if(i

/*只计算频谱的前半部分，后半部分是对称的*/

if(output[i]>max)

{

k1=i; /*找第一个最大值频点*/

max=output[i];

}

}

for(i=0;i

{ /*找第二个最大值频点*/

if(output[i]!=max)

if(output[i]>nmax)

{

k2=i;

nmax=output[i];

}

}

for(i=0;i<10;i++)

//printf("%f\t",output[i]);

void creat_wave(char number)

{

float f1,f2;

int i;

f1=[697,770,852,941]; % 行频率向量

f2=[1209,1336,1477,1633]; % 列频率向量

for(i=0;i

x[i]=(float)(sin(2.0*3.1415*f1*i/8000)+sin(2.0*3.1415*f2*i/8000));

return;

}

main(void)

{

char key;

key=input('键入8位电话号码= '); % 输入8位数字

creat_wave(); /*生成相应双音多频波形*/

DFT(); /*进行DFT频谱运算，并与原双音多频表进行比对，找出满足误差要求的数字*/

getchar();

}

五、心得体会

这学期通过学习了通信原理课程这门课程并开设了实验，同时在短学期中进行了为期一周的课程设计，使我更深刻的理解通信原理这门课，并且把所学的理论与实践相联系。这次的课程设计我选择的是双音多频信号检测。

我拿到题目后，上网查阅老师给的参考资料，并去图书馆查阅相关书籍，了解了双音多频信号检测的原理。学习了程序的编写和Matlab的使用方法，最终写出程序，进行了调试、仿真，并完成报告。

这次课程设计，我学会了很多东西。在孙恩昌老师的引导下，慢慢了解了相关知识和研究的方向，锻炼了我的自学能力和面对困难，不再是直接找人问而是先自己思考，查阅资料来解决，尤其意识到英文水平的重要性，有很多重要的专业书籍都是英文版的，所以要想了解国外先进的技术及最新，就需要扎实的英语阅读和翻译功底，尤其是相关的专业词汇。

在此，十分感谢孙老师的指导与帮助，令我能够排除万难顺利完成这次实验任务。六.参考书籍

谭浩强《C程序设计》清华大学出版社2005

胡广书《数字信号处理导论》清华大学出版社2005 王世香《精通MATLAB接口与编程》电子工业出版社2007

实验六 数字信号处理在 双音多频 拨号系

实验六数字信号处理在双音多频拨 号系 10.6实验六数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用 10.6.1实验指导 1、引言 双音多频(DualToneMultiFrequency,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10.6.1所示。表中最后一列在电话中暂时未用。 表10.6.1双频拨号的频率分配

实验3 双音多频信号的合成与检测.

实验三双音多频信号的合成与检测 一实验目的 1．理解电话拨号音的合成与检测的基本原理； 2．深入理解信号频谱分析理论中相关参数的作用和意义； 3．了解频谱分析在实际工程中的应用实例。 二实验基础 双音多频(dual-tone multifrequency, DTMF信号的产生及检测在现代通信系统中有着广泛的应用，家用电话、移动电话以及公共程控交换机(PBX都采用DTMF 信号发送和接收电话拨号号码。本实验要求利用信号的时域分析和频域分析的基本理论实现DTMF 的合成和检测。 1. DTMF信号合成 DTMF 信号由低频组和高频组两组频率信号构成。按键电话上每个按键都由对应的两个频率组成，如表4.1。当按下某个键时，所得到的按键信号是由相应两个频率的正弦信号叠加而成。设x(n为DTMF 信号，产生方式为： x (n =sin (ωH n +sin (ωH n 式中：ωH = f s DTMF 信号的标准是：在传送过程中每个按键字占用100ms ，其中信号必须持续至少40ms ，且不得多于55ms ，100ms 里的其余时间为静音（无信号）。 表4.1按键频率对应表

2. DTMF信号检测 ,ωL = f s f s =8KHz 。 DTMF 信号的检测是将信号的两个频率提取出来，从而确定接收到的DTMF 对应的按键。利用DFT 对DTMF 信号进行N 点的频谱分析，N 的选取决定了频率分辨率以及捕捉N 个样值所需要的时间。根据谱峰出现的频率点位置m 就可以确定DTMF 信号的频率f k： f k =kf s /N 这样计算出的DTMF 信号频率可能与实际的DTMF 信号频率有一定的差别，但可以通过加大N 的选取来减小这种频率差异。然而从另外一方面来考虑，虽然加大N 值会减小检测频率误差，但这势必会带来捕捉N 个样值所需要的时间增加，从而会对检测的效果造成一定影响。 由DTMF 信号频率所具有的特性不难发现要选取一定的N 值使得计算出的频率和真实的DTMF 信号的频率相一致几乎不可能，而实际中也并不需要计算出来的频率值与其真实频率相一致，只需偏差保持在±1.5%即可认为是DTMF 信号的真实频率。国际上通用N=205点或N=106点。当N=205点时，各个频率所对应的DFT 结果X[k]中的序号k 如表4.2。N=106时对应表4.3。

双音多频

这是一种技术，就是现在的电话机和交换机之间通讯时采用的，简称DTMF，就是电话机上的一个按键按下去时，电话机向交换机同时发送两个频率的信号，告诉交换机按的是哪个按键，以前采用脉冲方式，速度慢，一共有8个频率的音频信号，分为2组，每组4个，两两组合共可以代表16个按键，分别代表0-9 、#、*等按键 双音多频DTMF（Dual Tone Multi Frequency）信令，逐渐在全世界范围内使用在按键式电话机上，因其提供更高的拨号速率，迅速取代了传统转盘式电话机使用的拨号脉冲信令。近年来DTMF也应用在交互式控制中，诸如语言菜单、语言邮件、电话银行和ATM终端等。通过软件产生与检测DTMF信令，是一项较有价值的工程应用。 DTMF编解码器在编码时将击键或数字信息转换成双音信号并发送，解码时在收到的DTMF信号中检测击键或数字信息的存在性。电话机键盘上每一个键通过如图所示的行频与列频唯一确定。DTMF 的编解码方案无需过多的计算量，以目前计算机的运算速度，可以很轻松地实现。 由图可知，一个DTMF信号由两个频率的音频信号叠加构成。这两个音频信号的频率来自两组预分配的频率组：行频组或列频组。每一对这样的音频信号唯一表示一个数字或符号。为了产生DTMF 信号，可以通过软件产生两个正弦波叠加在一起后发送，解码时软件可以采用改进的Goertzel算法，从频域搜索两个正弦波的存在，从而解调出DTMF信号。 dtmf的主张双音多频。 双音多频音调的是铃声，您听到了，当你按下按键就标准的电话键盘。 语气每个按钮，是指用一栏，并连续铃声。这就是为什么它被称为"双音" 。的 abcd键是不存在的标准电话。

通信课程设计——双音多频信号检测

通信技术方向课程设计题目：双音多频信号检测 物联网工程学院电子信息工程专业 学号0703070106 学生姓名时雅茹 二〇一〇年六月

一、原理介绍 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。 二、内容及结论 1、双音多频（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 )2sin()2sin(21t f t f ππ+表示，其中Hz f 6791=，Hz f 12092=。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 * # 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。

双音多频

09级（一）班 郭玲芳2008302580068 双音多频 双音多频：dual-tone multifrequency 双音多频DTMF（Dual Tone Multi Frequency），双音多频，由高频群和低频群组成，高低频群各包含4个频率。一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字。DTMF信号有16个编码。利用DTMF信令可选择呼叫相应的对讲机双音多频信号（DTMF），电话系统中电话机与交换机之间的一种用户信令，通常用于发送被叫号码。在使用双音多频信号之前，电话系统中使用一连串的断续脉冲来传送被叫号码，称为脉冲拨号。脉冲拨号需要电信局中的操作员手工完成长途接续(早期方法，很老很古董)。双音多频信号是贝尔实验室发明的，其目的是为了自动完成长途呼叫。双音多频的拨号键盘是4×4的矩阵，每一行代表一个低频，每一列代表一个高频。每按一个键就发送一个高频和低频的正弦信号组合，比如'1'相当于697和1209赫兹(Hz)。交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键。 电子工程术语定义 双音多频(DTMF)是由贝尔实验室开发的信令方式，通过承载语音的模拟电话线传送电话拨号信息。每个数字利用两个不同频率突发模式的正弦波编码，选择双音方式是由于它能够可靠地将拨号信息从语音中区分出来。一般情况下，声音信号很难造成对DTMF接收器的错误触发。DTMF是“TouchTone” (早期AT&T的商标)的基础, 替代机械式拨号转盘的按键。 双音多频 双音多频（DTMF）是一种在话音信道用音调来表示数字的方法，它可以用来在模拟话音信道传输信令，因此在通信中有广泛的应用。基于928个网页-相关网页 双音频 所谓双音频（DTMF）是指用一频率较高的信号与一频率较低的信号叠加，“4”是770HZ 和1209HZ信号的叠加，“3”是697HZ和1477HZ信号的叠加等。基于235个网页-相关网页 双音多频功能 在附加功能上，这款显卡支持双音多频功能（DTMF），支持短信息服务功能附加服务来电显示，还支持电话簿管理。 双音多频信号 (1)指令信号传输方式考虑到本系统的信号传输是加载到电力系统上进行传输的,所以本系统采用双音多频信号(DTMF)作为传输信号,DTMF是由一组低音频信号和一组高音频

双音多频信号检测在DSP中的实现

第27卷　第3期　吉首大学学报(自然科学版) V ol.27　N o.3 2006年5月 Journal of Jishou University (Natural Science Edition ) M ay.2006 文章编号:1007-2985(2006)03-0043-05 双音多频信号检测在DSP 中的实现 Ξ 李义府,彭卫韶 (中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙　410083) 摘　要:双音多频DT MF 信号是音频电话中的拨号信号,将DT MF 信号的检测集成到含有数字信号处理器(DSP )的系统中,是一项较有价值的研究课题.笔者设计出TI 公司浮点DSP 芯片C6711中的实现方案,通过20个并行的哥兹柔信号滤波器能成功地使双音多频信号的检测变得迅速和简单,采用谐音检测可以显著地提高检测系统的准确性. 关键词:哥兹柔滤波器;双音多频;浮点DSP ;Bellcore 标准中图分类号:T N914.3;T N911.7 文献标识码:A 按键式电话拨号广泛采用双音多频信号,近年来双音多频信号(DT MF )逐渐应用于工程信号发生与检 测系统中,并与DSP 、FPG A 相互促进,具有广泛的应用前景[1-2] .一个有效的音频信号由一个行频信号和一个列频信号叠加而成.例如,要表示“4”这个音频信号,可由一个770H z 的行频信号和一个1209H z 的列频信号叠加而成.电话音频拨号使用的正弦音频叠加信号如表1所示: 表1　电话机键盘的频率矩阵 行频组ΠH z 列频组ΠH z 1209136614771633697123A 770456B 8527 89C 941 3 # D 1　算法与滤波器 1.1算法 图1　离散通频带的分布 由于在实现DT MF 解码时,采用哥兹柔算法(G o 2 ertzel Alg orithm Theory )要比FFT 更快,因为通过FFT 可以计算得到信号所有频谱线,但处理DT MF 信号只考虑其中的8个频率及其二次谐波信息,运用G A T 能更加快速的从输入信号中提取频谱信息,所以使用C6177浮点DSP 进行信号检测不失为一种可行的技 术解决方案[3-4] .通过对信号作离散傅立叶变换得到其离散通频带.离散通频带的数目用字母N 表示,这些通频带段在频域中均匀分布如图1所示. Ξ 收稿日期:2006-02-26 基金项目:国家自然科学基金资助项目(69974043);湖南省自然科学基金资助项目(99JJ Y 20062) 作者简介:李义府(1946-),男,湖南省长沙市人,中南大学信息科学与工程学院教授,主要从事电子线路和故障诊断应用研究.

双音多频

《专业基础综合训 练》 综合报告 学生班级：通信工程09-1 学生姓名：孟凡荣 学生学号：0902040119 任课教师：李桂林张丽艳 提交日期：2011 年1月12日

目录 绪论 (1) 实验一双音多频 (4) 实验二51单片机最小系统设计............................................................................................................. 实验三方波发生器设计................................................................................................................................. 实验四流水灯................................................................................................................................................. 心得总结 、

绪论 电子技术和微型计算机的迅速发展，促进了微型计算机测量和控制技术的迅速发展和广泛应用。微机测控技术的应用已渗透到国民经济的各个部门。可以说，微机测控技术的应用是产品提高档次和推陈出新的有效途径。创新精神和实践能力是对新时期高素质人才的基本要求。通过本实习不但可以掌握单片机软、硬件的综合调试方法，而且可以熟练掌握电路原理图，激发对单片机智能性的探索精神，提高我们的综合素质，培养应用单片机实现对工业控制系统的设计、开发与调试的能力。在制作学习过程中，不但可以掌握软、硬件的综合调试方法，而且可以使我们对单片机智能性产生强烈的欲望。达到最大限度地掌握微机应用技术，软件及接口设计和数据采集与处理的技能，培养电综合实践素质的目。本次实习以单片机最小系统为核心，结合了稳压电源，键盘，数码管等单片机外围电路。通过一些简单的程序设计，了解了单片机的实际应用。其中，我负责制作了稳压电源，51单片机最小系统以及方波发生器，键盘采集程序和DAC0832的程序编写。 实验一双音多频 简介：双音多频信号（DTMF），电话系统中电话机与交换机之间的一种用户信令，通常用于发送被叫号码。 在使用双音多频信号之前，电话系统中使用一连串的断续脉冲来传送被叫号码，称为脉冲拨号。脉冲拨号需要电信局中的操作员手工完成长途接续。 双音多频信号是贝尔实验室发明的，其目的是为了自动完成长途呼叫。 双音多频的拨号键盘是4×4的矩阵，每一行代表一个低频，每一列代表一个高频。每按一个键就发送一个高频和低频的正弦信号组合，比如'1'相当于697和1209赫兹(Hz)。交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键。 频率表： 低频区 1 2 3 A 697Hz 4 5 6 B 770Hz 7 8 9 C 852Hz * 0 # D 941Hz 频区 1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz 双音多频作用：通话过程中输出数字信号 二双音多频的应用： 由于DTMF信号抗干扰能力强，对电话线路要求质量低，且几乎不出现错号现象，所以适合远距离通信，已被广泛应用于通信系统，家庭自动化，电话线远程控制，安全系统等。采用话音频率发数字可以避免占用额外的信道，而且比脉冲的方式节省时间。

数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用

课程: 电子信息工程综合实验 日期: 2015年 1 月 8 日 成绩: 实验一、数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用 一、实验目的 1．了解双音多频信号的产生、检测、包括对双音多频信号进行DFT 时的参数选择等。 2．初步了解数字信号处理在是集中的使用方法和重要性。 3．掌握matlab 的开发环境。 二、实验原理 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)2sin()2sin(21t f t f ππ+表示，其中Hz f 6791=，Hz f 12092=。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4.1所示。表中最后一列在电话中暂时未用。

双音多频

信号工程处理课设报告——双音多频(DTMF)信号的检测 专业：通信工程 学号：09024121 姓名：宋江雪 完成日期：2012.5

一．实验目的 1.理解 DTMF 信号的产生原理及其检测方法 2.提高分析和解决问题的能力 3.提高数字信号处理的实际能力 二、实验内容 1.设置参数，读入电话号码。 2.根据输入的电话号码产生包含两个频率分量的 205 点时域离散DTMF 信号。 3.对时域离散 DTMF 信号利用Goertzel 算法(参见附录)进行频率检测，画出幅度谱。 4.根据幅度谱的两个峰值，分别查找并确定所输入的电话号码。 小提示： 因为程序产生的是纯音调信号，所以不需检测二次谐波分量以区分语音和按键音调信号。 三、实验原理 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。 1. 双音多频（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)2sin()2sin(21t f t f ππ+表示，其中Hz f 6791=， Hz f 12092=。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。

双音频(DTMF)信号的产生与检测

XXXXXXX大学 毕业论文（设计） 题目：双音频（DTMF）信号的产生与检测 学生姓名 学号 专业电子信息工程 班级2008级1班 指导教师 学部计算机科学与电气工程 答辩日期2012年5月19日

黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）任务书姓名学号专业班级电子信息工程08级1班毕业论文（设计）题目：双音频（DTMF ）信号的产生与检测 毕业论文（设计）的立题依据 双音多频DTMF （Dual Tone Multi-Frequency ）信令在全世界范围内得到广泛应用。DTMF 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。 主要内容及要求 1、利用DTMF 信号产生的原理合成数字1，其合成公式是()()()t t t x **+**=12092sin 6972sin 1ππ分析其时域波形和频谱； 2、生成各个按键信号； 3、利用fft 分析0~9十个数字拨号信息的频谱，观察频谱图中的峰值点的幅值以及它们出现的位置。根据谱峰的幅值和位置，识别各DTMF 信号所对应对应的数字； 4、编写Goertzel 算法的程序，识别各DTMF 信号所对应对应的数字； 进度安排 12月12日 选题12月13日～12月29日 接受指导老师的指导12月30日～1月17日 拟定论文大纲1月18日～2月26日 搜集、查阅、整理相关资料2月27日～3月27日 初稿形成3月28日～4月8日 初稿审定4月9日～4月17日 第一次修改4月18日～4月22日 第一次审定4月23日～5月3日 第二次修改5月4日～5月9日 定稿5月10日～5月18日 论文评阅小组评审论文（设计）5月19日毕业论文（设计）答辩 学生签字： 指导教师签字： 年月日

双音多频(DTMF)信号的MATLAB仿真

数字信号处理 课程设计 《双音多频(DTMF信号的MATLAB仿真》 院系：闽江学院计算机科学系 专业：通信工程 组长: 蔡小红(3121102133) 组员：王垚天(3121102119)何杰坤(3121102131)王晓清(3121102134)苏月琴(3121102136) 罗烨(3121102216) 指导老师：方荟

时间：2015 年 1 月 5 日-2015 年1月9日

双音多频（DTMF信号的MATLAB仿真 任务分配安排表

目录 、摘要 (1) 、引言 (1) 三、设计要求 (1) 3.1 设计要求. (1) 3.2 设计步骤. (2) 3.3 设计程序. (2) 3.4 设计GUI (2) 3.5 原理. (3) 3.5.1电话中的DTMF言号的组成 (3) 3.5.2电话中的双音多频（DTMF信号的产生 (4) 3.5.3 Goerztel 函数与DTMF言号的产生 (5) 四、设计过程 (5) 图4.1 设计流程图 (6) 五、调试与结果 (7) 5.1 运行结果如下图所示 (7) 5.2 调试中遇到的问题及解决方法 (7) 六、分析和总结 (7) 6.1 小组总结 (7) 6.2 成员总结 (8) 七、参考文献 (9) 八、附录：主要程序 (11)

一、摘要 DTM信号系统是- -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，应用D/A变换器，采用快速的频率检测算法一一戈泽尔 (GEORTZEL算法的原理，以及该算法在双音多频拨号检测系统中的应用。 对读入的电话号码，根据键入的号码数产生时域离散双音多频( DTMF信号, 并连续发出号码对应的双音频声音。同时进行时域离散DTM信号进行检测， 画出幅度谱，并用MATLA在计算机上对双音多频的信号产生及检测接收系统进行了仿真测试。 关键词双音多频戈泽尔算法DFT 二、弓I言 DTM( Double Tone MulitiFrequency, 双音多频)作为实现电话号码快 速可靠传输的一种技术，具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度，广泛用于电话通信系统中。另外，它也可以在通信系统中广泛用来实现各种数据和语音等信息的远程传输，技术非常成熟、专业芯片种类繁多，在民用、金融、工业等领域的应用非常普及，甚至有通过软件来产生和检测DTMF W令方面的应用。但随着现代工业的持续发展，利用DTMF W令作为通信系统中的控制信 号的通信设备正遭受着前所未有的各种日益复杂的干扰，尤其是与DTMF W令的同频干扰，使通信设备频频出现误动作等严重事故，所以消除与DTMF同频干扰已是利用该控制方式控制的通信系统不得不解决的一个问题。 三、设计要求 3.1设计要求 (1)按一个数字键如“ 1”，则产生频率为697Hz和1209Hz的两个正弦 波，并相加； (2)可用查表法求数字键对应的频率，为此先建立拨号数字表矩阵； (3)电话音频信号在数字信号处理时，取样频率为8KHz每个数字信号持续时间为100ms后面加上100ms的间隔(用0表示)；

DTMT双音多频信号的检测课程设计报告

中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院：信息与通信工程 专业：电子信息工程 题目：信息处理综合实践: DTMT双音多频信号的检测 指导教师：薛英娟赵英亮职称:副教授 2014 年 6 月 26 日

课程设计任务书

课程设计任务书

目录 一、引言 (1) 二、设计目的 (1) 三、设计原理 (1) USB总线概述 (1) (一)USB总线： (1) (二)USB总线设备规范： (2) (三)USB总线通信模型： (2) (四)USB总线枚举过程： (3) (五)USB总线要点： (4) (六)USB总线传输过程： (4) (七)通用USB设备操作： (5) 1.动态插接与拔出： (5) 2.地址分配： (6) 3.配置： (6) 4.数据传送： (6) (八)USB设备的标准请求： (7) 1. 批处理传送： (9) 2. 控制传送： (9) 3. 中断传送： (9) 4. 同步传送： (10) 基于USB总线的A/D采集卡(USB-9211A) (10) (一)概述： (10) (二)性能和技术指标： (10) 双音多频信号 (12) 四、设计方案 (12) (一)双音多频(DTMF)信号的组成： (12) (二)双音多频信号的产生： (13)

(三)双音多频信号的检测： (14) (四)MATLAB实现： (14) (五)检测DTMF信号的DFT参数选择： (15) 1.频谱分析的分辨率： (15) 2.频谱分析的频率范围： (15) 3.检测频率的准确性： (15) 五、结果及分析 (17) (一)实验结果： (17) (二)实验程序： (21) 第一部分：DTMF信号生成(generateSingle.m) ................... 错误！未定义书签。 第二部分：DTMF信号检测(DTMF.m) ................................ 错误！未定义书签。 六、设计心得 (23)

双音多频DTMF接收实验报告

11电信1 罗耀宇2011914124 实验四双音多频DTMF接收实验 一、实验目的 1、了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中的发送和接收方法。 2、熟悉该电路的组成及工作过程。 二、实验仪器仪表 1、程控交换实验箱一台 2、电话单机两台 3、20MHz示波器一台 三、实验内容 1、用示波器观察并测量发送DTMF信号的波形。 2、用示波器观察并测量DTMF信号接收的波形。 四、实验步骤及现象 1．接上交流电源线。 2．先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J1、J2，此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。 3．按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，液晶显示“欢迎使用众友科技程控交换实验系统”，即可进行实验。 4．用户1、用户3接上电话单机。 5．用户1摘机，开始拨打号码，即按电话单机上的任意键，用示波器的直流档对以下测量点进行观察并记录波形： 1）TPDTMF：当有键按下时有双音多频信号，无键按下时无信号。 有按键：

无按键时： 2）TPSDT：当有键按下时该点是低电平，无键按下时该点为高电平。低电平： 高电平 3）TP11：开始收号前有拨号音的波形，当有按键后停拨号音，同时按住键有双音多频信号，无键按下时无信号。

拨号音： 6．按不同的键时，其双音多频信号的波形不一样，要仔细观察。按键1：: 按键2：

按键3：按键4按键5

按键6按键7按键8

按键9 按键0 7．在按键过程中观察发光二极管D35~D32与所按键值的关系：(显示二极管是在该按键抬起的瞬间发生改变的) 对应的是8421码，如接下的键值为5时，对应的码字为0101，发光二 极管D102，D100发光。在按键的过程中观察所按键值与发光二极管是 否满足上述对应关系。 答：据我所观察完全符合上述；当按下8时，对应的灯亮是D35。所以此实验的证。

实验3 双音多频信号的合成与检测

实验三 双音多频信号的合成与检测 一 实验目的 1．理解电话拨号音的合成与检测的基本原理； 2．深入理解信号频谱分析理论中相关参数的作用和意义； 3．了解频谱分析在实际工程中的应用实例。 二 实验基础 双音多频(dual-tone multifrequency, DTMF)信号的产生及检测在现代通信系统中有着广泛的应用，家用电话、移动电话以及公共程控交换机(PBX)都采用DTMF 信号发送和接收电话拨号号码。本实验要求利用信号的时域分析和频域分析的基本理论实现DTMF 的合成和检测。 1. DTMF 信号合成 DTMF 信号由低频组和高频组两组频率信号构成。按键电话上每个按键都由对应的两个频率组成，如表4.1。当按下某个键时，所得到的按键信号是由相应两个频率的正弦信号叠加而成。设x(n)为DTMF 信号，产生方式为： x (n )=sin (ωH n )+sin (ωH n) 式中：ωH = 2πf H f s ,ωL = 2πf L f s 分别表示高频和低频频率，电话信号的典型抽样频率为f s =8KHz 。 DTMF 信号的标准是：在传送过程中每个按键字占用100ms ，其中信号必须持续至少40ms ，且不得多于55ms ，100ms 里的其余时间为静音（无信号）。 表4.1按键频率对应表 2. DTMF 信号检测 DTMF 信号的检测是将信号的两个频率提取出来，从而确定接收到的DTMF 对应的按键。利用DFT 对DTMF 信号进行N 点的频谱分析，N 的选取决定了频率分辨率以及捕捉N 个样值所需要的时间。根据谱峰出现的频率点位置m 就可以确定DTMF 信号的频率f k ： /k s f kf N = 这样计算出的DTMF 信号频率可能与实际的DTMF 信号频率有一定的差别，但可以通过加大N 的选取来减小这种频率差异。然而从另外一方面来考虑，虽然加大N 值会减小检测频率误差，但这势必会带来捕捉N 个样值所需要的时间增加，从而会对检测的效果造成一定影响。

双音多频信号的产生和检测

摘要 所谓双音多频(DTMF )，就是用两个频率一一行频和列频来表示电话机键盘上的一个数字。DTMF电话的指令正在迅速的取代脉冲指令。除了在电话呼叫信号中使用外，DTMF 还广泛的使用在交互式控制应用，例如电话银行、电子邮件甚至家电远程控制等，用户可以 从电话机发送DTMF信号来做菜单选择。 本文基于MATLAB的双音多频拨号系统的仿真实现。主要涉及到电话拨号音合成的基本原理及识别的主要方法，利用MATLAB软件以及GOERTZEL算法实现对电话通信系统 中拨号音的合成与识别。并进一步利用MATLAB中的图形用户界面GUI制作简单直观的模拟界面，根据提示输入8位电话号码，通过按下输入键可以听见8位电话号码对应的DTMF 信号的声音，通过按下解码键可输出相应的8幅频谱图，并显示检测到的电话号码。 关键词：多音双频MATLAB GOERTZEL算法频谱图 第一章、绪论 1 ? 1研究背景及意义 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。 1.2研究内容及任务说明 DTMF编码，是将电话拨号盘上的数字0~9，字母A~D,及*、#，共16个字符，用音频范围的8个频率表示出来，具体来说，将8个频率分为高频群和低频群两组，分别作为列频和行频，每一个键的频率模式由来自于列频和行频的两个频率叠加而成。 要求生成8位电话号码的DTMF信号，并在接受端进行检测。生成和检测模块要求分开。 第二章双音频信号产生与检测的原理和内容 2.1双音频信号产生与检测的原理介绍 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。 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sin(2f1t) sin(2f2t)表示，其中f1 = 679Hz ,

双音多频DTMF

DTMF(双音多频)技术 调研报告 学院电子工程学院 班级卓越工程师班 学号00101201 姓名冉艳伟

目录 1．DTMF信号介绍 1.1 DTMF信号基本释义 1.2 DTMF的原理分析 1.3 DTMF信号合成 1.4 DTMF信号的识别 2. DTMF的发展 3.DTMF信号的应用 3.1 新型DTMF信号收／发芯片MT8888及其应用 3.2 MT8870双音多频收号器 3.3 基于DTMF技术与射频技术的远程控制的实现 3.3.1 电话通信的实现 3.3.2 DTMF信号收、发芯片MT8880简介 3.3.3 MT8880与单片机控制接口 3.3.4 手机模块与单片机控制接口 3.3.5 射频技术及其硬件电路设计 3.3.6 远程控制应用实现 3.3.7 软件实现 3.4 利用DTMF信号传输监控数据 3.4.l 原理简介 3.4.2 总体设计 3.4.3 分系统设计 3.5 DTMF技术展望

DTMF(双音多频)技术调研报告 电子工程学院冉艳伟00101201 摘要： 双音多频DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）信令，逐渐在全世界范围内使用在按键式电话机上，因其提供更高的拨号速率，迅速取代了传统转盘式电话机使用的拨号脉冲信令。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。近年来DTMF也应用在交互式控制中，诸如语言菜单、语言邮件、电话银行和ATM 终端等。将DTMF信令的产生与检测集成到任一含有数字信号处理器(DSP)的系统中，是一项较有价值的工程应用。 引言： 1876年．Alexander Graham Bell(贝尔)发明电话以后，双音多频(DTMF)技术最早被应用于电话领域。双音多频(DTMF)技术以其简单、快速的特点不仅可以广泛的应用于无线传输中的先期调制阶段和工业遥控领域，而且经双音多频技术调制的信息可以直接通过电话线进行传输，实现电话网络的复合应用。因而双音多频技术调制解调技术作为一较新的课题与常规的调制解调方式相比，有较强的适应性。应用在无线数据传输领域方便快捷，不受电缆和光缆长度的限制；应用在有线数据传输领域可复用现有的电话网络，实现数据传输和电话控制。同时，由于电话线路各地联网，因此控制距离可跨省市，甚至跨越国家。 1．DTMF信号介绍 1.1 DTMF信号基本释义 双音多频 DTMF（Dual Tone Multi Frequency），双音多频，由高频群和低频群组成，高低频群各包含4个频率。一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字。DTMF信号有16个编码。利用DTMF 信令可选择呼叫相应的对讲机。

双音多频检测模块的设计

第1章绪论 双音多频DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）信令，就是用两个频率——行频和列频来表示电话机键盘上的一个数字。双音多频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。逐渐在全世界范围内使用在按键式电话机上，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。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。近年来DTMF也应用在交互式控制中，诸如语言菜单、语言邮件、电话银行和ATM 终端等。通过软件产生与检测DTMF信令，是一项较有价值的工程应用。这是一种技术，就是电话机上的一个按键按下去时，电话机向交换机同时发送两个频率的信号，告诉交换机按的是哪个按键，以前采用脉冲方式，速度慢，一共有8个频率的音频信号，分为2组，每组4个，两两组合共可以代表16个按键，分别代表0-9 、#、*等按键。

第2章双音多频（DTMF）信号的设计 2.1设计目的及意义 双音多频信号（DTMF）是电话系统中电话机与交换机之间的一种用户信令，通常用于发送被叫号码。双音多频信号是贝尔实验室发明的，其目的是为了自动完成长途呼叫。 电话拨号有两种，脉冲和音频，所谓音频也称双音多频（DTMF）信号的拨号方式，双音多频既是电话拨号时每按一个键，有两个音频频率叠加成一个双音频信号，十二个按键由七个音频频率区分。在使用双音多频信号之前，电话系统中使用一连串的断续脉冲来传送被叫号码，称为脉冲拨号。脉冲拨号需要电信局中的操作员手工完成长途接续。双音多频的拨号键盘是4×4的矩阵，每一行代表一个低频，每一列代表一个高频。每按一个键就发送一个高频和低频的正弦信号组合，比如'1'相当于697和1209赫兹(Hz)。交换机可以解码这些频率组合并确定所对应的按键。本次课设的目的就是通过学习和掌握现代交换原理的基础上，设计一个双音多频检测模块并对电路进行仿真，综合应用所学知识，进行一次比较全面的训练，为今后的学习和工作积累经验。 此外，该题目还涵盖了《通信原理》、《电路分析》、《交换原理》等主要课程的知识点，学生通过该题目的设计过程，可以初步掌握DTMF编/解码技术原理和相关电路设计、开发原理，得到系统的训练，提高解决实际问题的能力。 2.2双音多频（DTMF）信号的组成 双音多频信号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，广泛应用于电话通信系统中。近年来，双音多频信号也应用在交互式控制中，如在语言控制、语言邮件、电话银行和ATM 终端等的应用。 音频拨号电话当人们按下某一个按键时，会产生一组特定的双音信号，称为双音多频信号，电话交换机会对该信号进行处理，根据两个单音频率来识别所按下的号码。将电话拨号盘上的数字0～9 和两个标有“*”和“#”的特殊按钮进行频率分配，如图所示。包括两个频率低频段包括的频率是697Hz，770Hz，852Hz 和941Hz，称为行频。高频段内含的频率 1209Hz，1336Hz，

双音多频检测实验

双音多频检测实验 一、实验目的 1、加强对用户接口信令的认识与理解 2、掌握双音多频检测的基本原理 3、熟悉CM8870双音多频检测器件的性能及使用方法 二、实验仪器 1、J H5001通信原理综合实验系统一台 2、20MHz双踪示波器一台 3、数字存贮示波器一台 4、电话机二部 三、实验原理 用户接口上的信令又可分为线路信令与地址信令（也称之为记发器信令）。线路信令主要反映了二线用户话机的状态：摘机或挂机，此类信令一般由SLIC电路检测（该方面已包括在前面的实验中）；地址信令主要是用户发送的号码信令，该类信令一般由双音多频检测器进行检测。 用户线上的地址信令存在两种技术标准： 1、脉冲拨号方式：脉冲拨号方式是按一定的断续比和速率来断、续电话线的环路来发 出号码信号。脉冲拨号主要在早期的步进制交换机中采用，其缺点是拨号速度慢、 脉冲产生变异易引起交换机误动作等，随着技术的发展已逐渐被双音多频拨号方式 所取代。 2、双音多频DTMF（Dual Tone Multifrequency)是指用两个特定的单音频信号的组合来 代表数字或功能，两个单音频的频率不同，所代表的数字和功能也不同，在双音多 频电话机中有16个按键，其中有10个数字键（0～9），6个功能键（*、#、A、B、 C、D），按照双音组合的原理，它必须有8种不同的单音频信号，由于采用的频率 有8种，故又称之为多频，又因以8种频率中任意抽出2种进行组合，又称其为8 中取2的编码方法。根据CCITT的建议，国际上采用697HZ、770 HZ、852 HZ、表6.2.1 DTMF号码组合

941HZ、1209HZ、1336HZ、1477HZ和1633HZ，把这8种频率分成两个群，即低 频群和高频群，从低频群和高频群中任意各抽出一种频率进行组合，共有16种不同 组合，各代表16种不同数字号码或功能，DTMF号码组合见表6.2.1。 在双音多频检测模块中，采用CM8870进行双音频信号的检测。双音多频信号输入后，经过信号放大和滤波，分两路分别进入高、低频组滤波器以分离检测出高、低频组信号，并对检测的结果按表6.2.2进行译码、锁存。DTMF模块组成框图见图6.2.1。 表6.2.2 DTMF检测输出逻辑 图6.2.1 DTMF模块组成框图 四、实验内容 准备工作：将通信原理综合实验系统上电话1模块内发、收增益选择跳线开关K101、K102设置在N位置（左端），电话2模块内发、收增益选择跳线开关K201、K202设置在N 位置（左端）；DTMF1模块内增益选择跳线开关K301设置在N位置（左端），DTMF2模块