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数字信号处理技术在音频双声道输出中的应用研究随着数字化时代的到来，数字信号处理技术越来越受到广泛关注和应用。
它在音频技术领域中也有着广泛的应用，比如在音频双声道输出技术中的应用。
本文将探讨数字信号处理技术在音频双声道输出中的应用研究。
一、数字信号处理技术简介数字信号处理技术指的是将连续的模拟信号转换为数字信号，并对数字信号进行处理和分析的技术。
它广泛应用于音频、图像、视频等各个领域。
数字信号处理技术通过对信号进行数字化处理和分析，使得信号的波形、频谱和时域特性能够被更精细地描述和分析。
二、音频双声道输出技术音频双声道输出技术是指将一个声道的声音分成两个声道输出的技术，即左声道和右声道。
双声道技术在录音、广播、影视制作等领域都有着广泛的应用。
在音频双声道输出中，数字信号处理技术发挥着重要的作用。
三、数字信号处理技术在音频双声道输出中的应用研究1.数字滤波器数字滤波器是数字信号处理技术中的重要组成部分。
数字滤波器能够对信号进行去噪、滤波等操作，使得信号的质量得到提高。
在音频双声道输出技术中，数字滤波器可以对声音进行滤波，使得声音的质量更加清晰，音质更加优秀。
2.声场重建技术声场重建技术是数字信号处理技术在音频双声道输出中的重要应用之一。
声场重建技术可以将单声道信号转换为双声道信号，进而实现左声道和右声道的分离输出。
同时，声场重建技术还能够实现音频信号的空间环绕效果，使得听众感觉到真实的立体声效果。
3.立体声扩展技术立体声扩展技术是数字信号处理技术在音频双声道输出中的重要应用之一。
立体声扩展技术能够对双声道信号进行扩充，提高声音的宽度和深度，使得听众感觉到更加丰富的音效体验。
立体声扩展技术可以通过合成、交叉谱分析、相位调节等技术实现。
4.动态压缩技术动态压缩技术是数字信号处理技术在音频双声道输出中的重要应用之一。
动态压缩技术可以对声音进行动态压缩处理，提高声音的可听性和清晰度。
同时，动态压缩技术还能够对过高或过低的音频信号进行压缩，使得音质更加均衡。
数字信号处理实验答案第十章上机实验数字信号处理是一门理论和实际密切结合的课程，为深入掌握课程内容，最好在学习理论的同时，做习题和上机实验。
上机实验不仅可以帮助读者深入的理解和消化基本理论，而且能锻炼初学者的独立解决问题的能力。
本章在第二版的基础上编写了六个实验，前五个实验属基础理论实验，第六个属应用综合实验。
实验一系统响应及系统稳定性。
实验二时域采样与频域采样。
实验三用FFT对信号作频谱分析。
实验四IIR数字滤波器设计及软件实现。
实验五FIR数字滤波器设计与软件实现实验六应用实验——数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用任课教师根据教学进度，安排学生上机进行实验。
建议自学的读者在学习完第一章后作实验一；在学习完第三、四章后作实验二和实验三；实验四IIR数字滤波器设计及软件实现在。
学习完第六章进行；实验五在学习完第七章后进行。
实验六综合实验在学习完第七章或者再后些进行；实验六为综合实验，在学习完本课程后再进行。
10.1 实验一: 系统响应及系统稳定性1.实验目的（1）掌握求系统响应的方法。
（2）掌握时域离散系统的时域特性。
（3）分析、观察及检验系统的稳定性。
2.实验原理与方法在时域中，描写系统特性的方法是差分方程和单位脉冲响应，在频域可以用系统函数描述系统特性。
已知输入信号可以由差分方程、单位脉冲响应或系统函数求出系统对于该输入信号的响应，本实验仅在时域求解。
在计算机上适合用递推法求差分方程的解，最简单的方法是采用MA TLAB语言的工具箱函数filter函数。
也可以用MA TLAB语言的工具箱函数conv 函数计算输入信号和系统的单位脉冲响应的线性卷积，求出系统的响应。
系统的时域特性指的是系统的线性时不变性质、因果性和稳定性。
重点分析实验系统的稳定性，包括观察系统的暂态响应和稳定响应。
系统的稳定性是指对任意有界的输入信号，系统都能得到有界的系统响应。
或者系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。
系统的稳定性由其差分方程的系数决定。
双音多频的原理及应用1. 介绍双音多频（Dual-tone multi-frequency，DTMF）技术是一种用于电话系统中的频率信号的编码解码技术。
它通过利用两个音频频率信号的组合来表示数字、字母和符号。
DTMF技术常用于电话呼叫的拨号信号传输以及电话系统的菜单导航功能。
在本文中，我们将介绍双音多频的工作原理，并探讨它在通信领域中的应用。
2. 原理双音多频的原理基于频率信号的编码解码。
它使用低频和高频信号的组合来表示特定的按键。
DTMF 使用了8种不同的频率，其中4个是低频信号（697 Hz,770 Hz, 852 Hz, 941 Hz），另外4个是高频信号（1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz, 1633 Hz）。
这些频率信号被分配到电话键盘上的不同按键上。
当用户按下电话键盘上的某个按键时，系统会发送相应的双音多频信号。
接收端的系统通过检测并解码接收到的信号，将之转换为相应的数字、字母或符号。
3. 应用双音多频技术在通信领域中有许多应用。
以下是一些常见的应用场景：3.1 电话呼叫双音多频技术最经典的应用之一是电话呼叫中的拨号信号传输。
当用户拨号时，电话系统会通过发送相应的双音多频信号将按键信息传递给对方。
接收端的电话系统会接收并解码这些信号，将之转换为相应的数字，实现呼叫功能。
3.2 电话系统菜单导航许多电话系统都配备了语音导航系统，以实现更方便的用户交互。
在这些系统中，双音多频技术被用作菜单选择和导航的手段。
用户可以通过按键输入相应的双音多频信号，选择菜单选项或进行导航操作。
3.3 银行自动语音服务银行等金融机构的自动语音服务系统也广泛使用双音多频技术。
用户可以通过按键输入相应的双音多频信号，选择需要的服务项目或进行账户查询、转账等操作。
3.4 安全门禁系统安全门禁系统常常使用双音多频技术的密码验证功能。
用户可以通过输入预设的密码，通过按键输入相应的双音多频信号，验证身份并获得进入权限。
数字信号处理及其在音频处理中的应用数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是指将信号采样、量化、数字化后，通过数字电路进行处理、运算、变换等一系列操作，最终获得所需信号的技术。
该技术的应用领域广泛，包括通信、音频、医疗等。
本文将重点介绍数字信号处理在音频处理中的应用。
一、数字信号处理的基本概念1. 采样与量化采样是指将连续的信号在时间上离散化，即在一定的时间间隔内取样。
通常使用模拟-数字转换器（ADC）进行采样操作。
量化是指将模拟信号的幅度转换成离散的数值。
通常使用模数转换器（DAC）将数字信号转换回模拟信号输出。
2.数字滤波数字滤波是指通过数字信号处理器对数字信号进行滤波处理。
数字滤波器的组成部分包括滤波器传递函数、滤波器系统响应和滤波器误差。
数字滤波器按照滤波器类型可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
3.数字变换数字变换是指将信号从时域转换到另一个域，如频域或复数域。
典型的数字变换包括快速傅里叶变换（FFT）、离散余弦变换（DCT）和小波分析等。
二、数字信号处理在音频处理中的应用1.数字均衡器数字均衡器是数字信号处理常用的一种滤波器，其作用是调整频率响应以改善音质。
数字均衡器具有可调节的等化器频率和增益，可以调整音频输出频谱以改变声音的音质和性格。
2.降噪由于麦克风和扬声器等音频设备的限制，音频信号中常含有噪声。
降噪技术可以减少音频信号中噪声的干扰。
数字信号处理器主要通过对峰值检测和自适应滤波等算法来减少噪声。
3.压缩与限幅数字信号处理器还可以通过多种处理算法对音频信号进行压缩和限幅。
压缩过程可以对音频信号进行动态范围压缩，使声音更加平稳。
而限幅则可以限制噪声波峰的大小，保护音频设备的硬件。
4.混响混响是指向音频信号添加模拟空间的处理方法。
通过数字信号处理，可以模拟各种不同的混响效果，使音频信号更加逼真，听起来更加自然。
5.声音识别数字信号处理还可以应用于声音识别，如语音识别、语音合成、语音控制等。
上机实验数字信号处理是一门理论和实际密切结合的课程，为深入掌握课程内容，最好在学习理论的同时，做习题和上机实验。
上机实验不仅可以帮助读者深入的理解和消化基本理论，而且能锻炼初学者的独立解决问题的能力。
本章在第二版的基础上编写了六个实验，前五个实验属基础理论实验，第六个属应用综合实验。
实验一 系统响应及系统稳定性。
实验二 时域采样与频域采样。
实验三 用FFT 对信号作频谱分析。
实验四 IIR 数字滤波器设计及软件实现。
实验五 FIR 数字滤波器设计与软件实现实验六 应用实验——数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用任课教师根据教学进度，安排学生上机进行实验。
建议自学的读者在学习完第一章后作实验一；在学习完第三、四章后作实验二和实验三；实验四IIR 数字滤波器设计及软件实现在。
学习完第六章进行；实验五在学习完第七章后进行。
实验六综合实验在学习完第七章或者再后些进行；实验六为综合实验，在学习完本课程后再进行。
10.1 实验一: 系统响应及系统稳定性1.实验目的（1）掌握 求系统响应的方法。
（2）掌握时域离散系统的时域特性。
（3）分析、观察及检验系统的稳定性。
2.实验原理与方法在时域中，描写系统特性的方法是差分方程和单位脉冲响应，在频域可以用系统函数描述系统特性。
已知输入信号可以由差分方程、单位脉冲响应或系统函数求出系统对于该输入信号的响应，本实验仅在时域求解。
在计算机上适合用递推法求差分方程的解，最简单的方法是采用MATLAB 语言的工具箱函数filter 函数。
也可以用MATLAB 语言的工具箱函数conv 函数计算输入信号和系统的单位脉冲响应的线性卷积，求出系统的响应。
系统的时域特性指的是系统的线性时不变性质、因果性和稳定性。
重点分析实验系统的稳定性，包括观察系统的暂态响应和稳定响应。
系统的稳定性是指对任意有界的输入信号，系统都能得到有界的系统响应。
或者系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。
数字信号处理技术在音频系统中的应用第一章：引言随着科技的不断发展和进步，数字信号处理技术在各个领域得到了广泛的应用。
其中，音频系统是数字信号处理技术的一个重要领域。
数字信号处理技术在音频系统中的应用，不仅可以提高音频信号的质量和效果，还可以实现音频信号的处理和控制。
本文将重点介绍数字信号处理技术在音频系统中的几个主要应用。
第二章：音频数据的数字化音频系统中采用数字信号处理技术的第一个步骤是将模拟音频信号转换为数字音频信号。
这一步骤是通过模拟-数字转换器（ADC）完成的。
模拟-数字转换器将模拟音频信号进行采样和量化处理，得到对应的数字音频信号。
采样率和量化位数是决定数字音频信号质量的重要参数。
较高的采样率和量化位数可以提高数字音频信号的准确性和保真度，从而增强音频系统的性能。
第三章：音频信号的处理数字信号处理技术在音频系统中的另一个重要应用是音频信号的处理。
通过对数字音频信号进行滤波、均衡、混响等处理，可以改变音频信号的频率特性、时域特性和空间特性，从而调整音频信号的声音效果和音质。
滤波处理可以去除音频信号中的杂音和干扰，增强音频信号的清晰度；均衡处理可以通过调整音频信号的频率响应，改变音频信号的音色和声场效果；混响处理可以模拟不同的房间和场景，增加音频信号的立体感和深度感。
第四章：音频信号的编码和压缩在音频系统中，数字信号处理技术还可以应用于音频信号的编码和压缩。
通过对音频信号进行编码和压缩，可以将音频信号的数据量减小到较小的尺寸，从而方便存储和传输。
常用的音频编码和压缩算法有MP3、AAC等。
这些算法通过对音频信号进行频域分析、量化和编码处理，将音频信号的冗余信息去除，从而实现音频信号的高效编码和压缩。
第五章：音频信号的恢复和重建数字信号处理技术还可以应用于音频信号的恢复和重建。
在音频传输和存储过程中，由于信号传播和储存介质的限制，音频信号通常会受到损坏和失真。
通过使用数字信号处理技术，可以对受损的音频信号进行恢复和重建，使其恢复原来的音质和效果。
广西大学计电学院《数字信号处理》课程实验适用专业：电信和通信工程专业；实验学时：9 学时一、实验的性质、任务和基本要求（一）本实验课的性质、任务数字信号处理课程实验是数字信号处理课程的有效的补充部分，通过实验，使学生巩固和加深数字信号处理的理论知识的理解和掌握，在实验过程中了解简单但是完整的数字信号处理的工程实现方法和流程。
通过实践进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力、实际动手能力、综合设计及创新能力的培养。
（二）基本要求掌握数字信号处理基本理论知识和滤波器设计及应用。
（三）实验选项二、实验教学内容实验1 数字信号处理在音乐信号延时和混响处理中的应用（时域处理）－p2781、实验目的和内容掌握数字信号处理方法在音乐信号混响处理中的应用（在时域处理）。
2、实验内容按照p278的内容要求，采用MATLAB设计相应滤波器及小型应用软件APP，实现对一段音乐信号进行延时和混响处理和输出，能实现混响程度的调节。
3、实验要求1）提供MATLAB程序；2）写实验报告，对设计的思路和步骤结果进行分析和说明。
实验2 数字信号处理在音乐信号均衡处理中的应用（频域处理）－p2811、实验目的掌握数字信号处理方法在音乐信号均衡处理中的应用（在频域处理）。
2、实验内容按照p281的内容要求，采用MATLAB设计相应滤波器，及小型应用软件APP,实现对一段音乐信号进行均衡处理和输出，更高要求是能实现均衡程度的调节。
3、实验要求1）提供MATLAB程序；2）写实验报告，对设计的思路和步骤结果进行分析和说明。
实验3 双音多频（DTMF）通信设计的MATLAB仿真1、实验目的理解和掌握第十章双音多频（DTMF）拨号原理。
2、实验内容根据双音多频（DTMF）拨号原理，采用MATLAB进行DTMF信号系统拨号、检测和接收仿真设计。
采用MATLAB设计出电话机（或手机）的拨号界面和检测接收界面。
要求能显示发送（无噪声和含不同信噪比）的数字字母（串）、检测和接收到的数字（串）。
一、实验目的1. 理解数字信号处理的基本概念和原理。
2. 掌握离散时间信号的基本运算和变换方法。
3. 熟悉数字滤波器的设计和实现。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是利用计算机对信号进行采样、量化、处理和分析的一种技术。
本实验主要涉及以下内容：1. 离散时间信号：离散时间信号是指时间上离散的信号，通常用序列表示。
2. 离散时间系统的时域分析：分析离散时间系统的时域特性，如稳定性、因果性、线性等。
3. 离散时间信号的变换：包括离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）等。
4. 数字滤波器：设计、实现和分析数字滤波器，如低通、高通、带通、带阻滤波器等。
三、实验内容1. 离散时间信号的时域运算（1）实验目的：掌握离散时间信号的时域运算方法。
（2）实验步骤：a. 使用MATLAB生成两个离散时间信号；b. 进行时域运算，如加、减、乘、除等；c. 绘制运算结果的时域波形图。
2. 离散时间信号的变换（1）实验目的：掌握离散时间信号的变换方法。
（2）实验步骤：a. 使用MATLAB生成一个离散时间信号；b. 进行DTFT、DFT和FFT变换；c. 绘制变换结果的频域波形图。
3. 数字滤波器的设计和实现（1）实验目的：掌握数字滤波器的设计和实现方法。
（2）实验步骤：a. 设计一个低通滤波器，如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等；b. 使用MATLAB实现滤波器；c. 使用MATLAB对滤波器进行时域和频域分析。
4. 数字滤波器的应用（1）实验目的：掌握数字滤波器的应用。
（2）实验步骤：a. 采集一段语音信号；b. 使用数字滤波器对语音信号进行降噪处理；c. 比较降噪前后的语音信号，分析滤波器的效果。
四、实验结果与分析1. 离散时间信号的时域运算实验结果显示，通过MATLAB可以方便地进行离散时间信号的时域运算，并绘制出运算结果的时域波形图。
第十章上机实验数字信号处理是一门理论和实际密切结合的课程，为深入掌握课程内容，最好在学习理论的同时，做习题和上机实验。
上机实验不仅可以帮助读者深入的理解和消化基本理论，而且能锻炼初学者的独立解决问题的能力。
本章在第二版的基础上编写了六个实验，前五个实验属基础理论实验，第六个属应用综合实验。
实验一 系统响应及系统稳定性。
实验二 时域采样与频域采样。
实验三 用FFT 对信号作频谱分析。
实验四 IIR 数字滤波器设计及软件实现。
实验五 FIR 数字滤波器设计与软件实现 实验六 应用实验——数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用任课教师根据教学进度，安排学生上机进行实验。
建议自学的读者在学习完第一章后作实验一；在学习完第三、四章后作实验二和实验三；实验四IIR 数字滤波器设计及软件实现在。
学习完第六章进行；实验五在学习完第七章后进行。
实验六综合实验在学习完第七章或者再后些进行；实验六为综合实验，在学习完本课程后再进行。
10.1 实验一: 系统响应及系统稳定性1.实验目的 （1）掌握 求系统响应的方法。
（2）掌握时域离散系统的时域特性。
（3）分析、观察及检验系统的稳定性。
2.实验原理与方法在时域中，描写系统特性的方法是差分方程和单位脉冲响应，在频域可以用系统函数描述系统特性。
已知输入信号可以由差分方程、单位脉冲响应或系统函数求出系统对于该输入信号的响应，本实验仅在时域求解。
在计算机上适合用递推法求差分方程的解，最简单的方法是采用MA TLAB 语言的工具箱函数filter 函数。
也可以用MATLAB 语言的工具箱函数conv 函数计算输入信号和系统的单位脉冲响应的线性卷积，求出系统的响应。
系统的时域特性指的是系统的线性时不变性质、因果性和稳定性。
重点分析实验系统的稳定性，包括观察系统的暂态响应和稳定响应。
系统的稳定性是指对任意有界的输入信号，系统都能得到有界的系统响应。
或者系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。
实验六数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用双音多频（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 电话中的双音多频（DTMF）信号的产生与检测（1）双音多频信号的产生假设时间连续的 DTMF信号用表示，式中是按照表10.10.1选择的两个频率，代表低频带中的一个频率，代表高频带中的一个频率。
显然采用数字方法产生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形成上面序列的方法有两种，即计算法和查表法。
用计算法求正弦波的序列值容易，但实际中要占用一些计算时间，影响运行速度。
查表法是预先将正弦波的各序列值计算出来，寄存在存储器中，运行时只要按顺序和一定的速度取出便可。
这种方法要占用一定的存储空间，但是速度快。
因为采样频率是8000Hz，因此要求每125ms输出一个样本，得到的序列再送到D/A变换器和平滑滤波器，输出便是连续时间的DTMF信号。
DTMF 信号通过电话线路送到交换机。
（2）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，检测两个正弦波的频率是多少，以判断所对应的十进制数字或者符号。
显然这里仍然要用数字方法进行检测，因此要将收到的时间连续 DTMF信号经过A/D变换，变成数字信号进行检测。
检测的方法有两种，一种是用一组滤波器提取所关心的频率，根据有输出信号的2个滤波器判断相应的数字或符号。
另一种是用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，最后确定相应的数字或符号。
当检测的音频数目较少时，用滤波器组实现更合适。
FFT是DFT的快速算法，但当DFT的变换区间较小时，FFT快速算法的效果并不明显，而且还要占用很多内存，因此不如直接用DFT合适。
下面介绍Goertzel 算法，这种算法的实质是直接计算DFT的一种线性滤波方法。
这里略去Goertzel算法的介绍（请参考文献[19]），可以直接调用MATLAB信号处理工具箱中戈泽尔算法的函数Goertzel，计算N点DFT的几个感兴趣的频点的值。
3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，（2）DFT的变换点数N，（3）需要对信号的观察时间的长度。
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。
DFT的分辨率和对信号的观察时间有关，。
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，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＝8KHz，因此对频谱分析范围的要求是一定满足的。
按照，＝8KHz，算出对信号最少的采样点数为。
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～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（k=0,1,2,---,N-1），相应的模拟域采样点频率为（k=0,1,2,---,N-1），希望选择一个合适的N，使用该公式算出的能接近要检测的频率，或者用8个频率中的任一个频率代入公式中时，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＝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10.6.2。
表10.6.2通过以上分析，确定＝8KHz，N ＝205，。
4. DTMF信号的产生与识别仿真实验下面先介绍MATLAB工具箱函数goertzel，然后介绍DTMF信号的产生与识别仿真实验程序。
Goerztel函数的调用格式额为Xgk=goertzel(xn,K)xn是被变换的时域序列，用于DTMF信号检测时，xn就是DTMF信号的205个采样值。
K是要求计算的DFT[xn]的频点序号向量，用N表示xn的长度，则要求1≤K≤N。
由表10.2.2可知，如果只计算DTMF信号8个基频时，K=[18，20，22，24，31，34，38，42]，如果同时计算8个基频及其二次谐波时，K=[18，20，22，24，31，34，35，38，39，42，43，47，61，67，74，82]。
Xgk是变换结果向量，其中存放的是由K指定的频率点的DFT[x(n)]的值。
设X(k)= DFT[x(n)]，则。
DTMF信号的产生与识别仿真实验在MATLAB环境下进行，编写仿真程序，运行程序，送入6位电话号码，程序自动产生每一位号码数字相应的DTMF信号，并送出双频声音，再用DFT进行谱分析，显示每一位号码数字的DTMF信号的DFT幅度谱，安照幅度谱的最大值确定对应的频率，再安照频率确定每一位对应的号码数字，最后输出6位电话号码。
本实验程序较复杂，所以将仿真程序提供给读者，只要求读者读懂程序，直接运行程序仿真。
程序名为exp6。
程序分四段：第一段（2—7行）设置参数，并读入6位电话号码；第二段（9—20行）根据键入的6位电话号码产生时域离散DTMF信号，并连续发出6位号码对应的双音频声音；第三段（22—25行）对时域离散DTMF 信号进行频率检测，画出幅度谱；第四段（26—33行）根据幅度谱的两个峰值，分别查找并确定输入6位电话号码。
根据程序中的注释很容易分析编程思想和处理算法。
程序清单如下：程序：《数字信号处理（第三版）》第十章实验6程序：exp6.m% DTMF双频拨号信号的生成和检测程序%clear all;clc;tm=[1,2,3,65;4,5,6,66;7,8,9,67;42,0,35,68]; % DTMF信号代表的16个数N=205;K=[18,20,22,24,31,34,38,42];f1=[697,770,852,941]; % 行频率向量f2=[1209,1336,1477,1633]; % 列频率向量TN=input('键入6位电话号码= '); % 输入6位数字TNr=0; %接收端电话号码初值为零for l=1:6;d=fix(TN/10^(6-l));TN=TN-d*10^(6-l);for p=1:4;for q=1:4;if tm(p,q)==abs(d); break,end % 检测码相符的列号q endif tm(p,q)==abs(d); break,end % 检测码相符的行号p endn=0:1023; % 为了发声，加长序列x = sin(2*pi*n*f1(p)/8000) + sin(2*pi*n*f2(q)/8000);% 构成双频信号 sound(x,8000); % 发出声音pause(0.1) % 接收检测端的程序X=goertzel(x(1:205),K+1); % 用Goertzel算法计算八点DFT样本 val=abs(X); % 列出八点DFT向量subplot(3,2,l);stem(K,val,'.');grid;xlabel('k');ylabel('|X(k)|') % 画出DFT(k)幅度axis([10 50 0 120])limit = 80; %for s=5:8;if val(s) > limit, break, end % 查找列号endfor r=1:4;if val(r) > limit, break, end % 查找行号endTNr=TNr+tm(r,s-4)*10^(6-l);enddisp('接收端检测到的号码为：') % 显示接收到的字符disp(TNr)运行程序，根据提示键入6位电话号码123456，回车后可以听见6位电话号码对应的DTMF信号的声音，并输出相应的6幅频谱图如图10.10.1所示，左上角的第一个图在k=18和k=31两点出现峰值，所以对应第一位号码数字1。
