双音多频

实验四双音多频(DTMF)接收与检测单元实验一、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、预习要求1．认真预习有关双音多频方面的相关内容。

三、实验仪器仪表1．现代程控交换实验系统一台2．电话机四部3．20MHz 示波器一台四、实验电路工作过程(一)双音多频拨号和脉冲拨号简单介绍在电话机中，有两种拔号方式，即脉冲拨号和双音多频拔号。

双音多频拨号方式中的双音多频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，故称之为多频，又因为 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。

表 5-1双音多频，简写 DTMF（DTMF=Dual Tone Multifrequency）图 5-1 一个典型的 DTMF 发送电路原理框图DTMF 发送器的原理与构成如图 5-1 所示，它主要包括：(1) 晶体振荡器——外接晶体（通常采用 3.58MHz）与片内电路构成振荡器，经分频产生参考信号。

(2) 键控可变时钟产生电路——它是一种可控分频比的分频器，通常由 n 级移位寄存器与键控反馈逻辑单元组成。

(3) 正弦波产生电路——它是由正弦波编码器与 D/A 变换器构成，通常，可变速时钟信号先经 5 位寄存器，产生一组 5 位移位代码，再由可编程逻辑阵列（PLA）将其转换成二进制代码，加到 D/A 变换器形成台阶型正弦波。

显然台阶的宽度等于时钟频率的倒数，这样形成的正弦波信号频率必然对应于时钟的速率和按键的号码。

(4) 混合电路——将键盘所对应的行、列正弦波信号（即低、高群 fL 、 fH ）相加、混合成双音信号输出。

信令信号的产生与双音多频接受基本工作原理1. 介绍信令信号在通信系统中扮演着至关重要的角色，它们用于控制、指导和协调通信系统中的各种操作。

而双音多频（DTMF）接受则是一种用来接受并解码来自通信方式键盘的信令信号的技术。

本文将深入探讨信令信号的产生与双音多频接受的基本工作原理。

2. 信令信号的基本概念信令信号是指用于在通信系统中传递控制信息的特定信号。

它们可以被用来启动、终止、暂停或调整通信连接，以及进行各种其他的控制操作。

信令信号通常以数字或模拟形式存在，它们可以通过各种方式进行产生和传输，如数字编解码器或模拟调制。

3. 信令信号的产生在通信系统中，信令信号的产生可以通过多种途径实现。

一种常见的方式是使用数字信号处理技术，通过对已有的信号进行处理来产生特定的信令信号。

另一种方式是使用特殊的信号发生器，通过直接产生特定频率或波形的信号来实现。

无论采用何种方式，产生出来的信令信号需要具有一定的准确性和稳定性，以确保其在通信系统中的可靠性和准确性。

4. 双音多频接受的基本工作原理双音多频（DTMF）接受是一种用来接受并解码来自通信方式键盘的信令信号的技术。

在通信方式键盘上，数字0-9以及符号*和#都被分配了特定的双音多频信号（两个频率组合）作为其编码。

当用户按下键盘上的某个按键时，通信方式机会根据按键的编码发送对应的双音多频信号。

而双音多频接受设备则会接受并解码这些信号，并将其转化为数字信号用于进一步处理。

5. 双音多频接受的工作流程双音多频接受设备首先会通过麦克风接收到来自通信方式机的双音多频信号，然后将其转化为电信号。

接下来，经过滤波和放大等处理，接受设备会将双音多频信号进行进一步处理，以便准确地提取出其中包含的频率信息。

接受设备会将提取出来的频率信息进行解码和识别，以确定用户按下的是哪个键。

这样，通信方式机发送的双音多频信号就被正确地接受并处理了。

总结与回顾通过本文的介绍，我们了解了信令信号的重要性以及双音多频接受的基本工作原理。

dtmf芯片DTMF芯片是一种专门用于数字音频传输和信号识别的集成电路芯片。

DTMF即双音多频，它是一种用于语音导航系统、电话拨号和无线通信等领域的信号编码方案。

现在让我们来详细了解一下DTMF芯片。

DTMF芯片基本原理：DTMF芯片通过将声音信号转换为数字信号来实现通信和控制功能。

它基于数字信号处理技术和特殊的编码算法，可以将声音信号中的数字信息转换成一组频率信号。

这组频率信号由8个不同的音频频率组成，包括0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、*和#。

DTMF芯片的主要特点：1. 高度集成：DTMF芯片集成了许多需要的电路，包括滤波器、调制器、解调器、编码器和解码器等，可以在一个小封装中实现多种功能。

2. 低功耗：DTMF芯片采用先进的功耗管理技术，具有低功耗特性，可满足电池供电设备的需求。

3. 高灵敏度：DTMF芯片可以高效地从噪声环境中提取和识别频率信号，具有较高的灵敏度和稳定性。

4. 多功能：DTMF芯片可以广泛应用于电话系统、无线通信、安防系统、车载电话、语音导航和远程控制等领域，具有很强的扩展性和适应性。

DTMF芯片的工作过程：1. 发送信号：当用户通过DTMF按键或语音输入时，DTMF芯片将输入信号进行分析和编码处理，将其转换为一组频率信号，并通过音频放大器输出。

2. 接收信号：当接收到经过麦克风采集的信号后，DTMF芯片将它们通过滤波器进行频率分离，然后由解码器进行解码识别，最后输出对应的数字信息。

3. 控制功能：DTMF芯片还可以根据解码后的数字信息进行相应的控制操作，例如拨号、呼叫转移、开关控制等。

总结：DTMF芯片是一种用于数字音频传输和信号识别的集成电路芯片，它通过将声音信号转换为数字信号实现通信和控制功能。

DTMF芯片具有高度集成、低功耗、高灵敏度和多功能等特点，可以广泛应用于电话系统、无线通信、安防系统等领域。

通过了解DTMF芯片的基本原理和工作过程，可以更好地理解和应用它在现实生活中的各种场景中的作用。

DTMF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信令有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。

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。

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。

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。

电话机中通常有16个按键，其中有10个数字键0～9和6个功能键*、#、A、B、C、D。

由于按照组合原理，一般应有8种不同的单音频信号。

因此可采用的频率也有8种，故称之为多频，又因它采用从8种频率中任意抽出2种进行组合来进行编码，所以又称之为“8中取2”的编码技术。

根据CCITT的建议，国际上采用的多种频率为697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz等8种。

用这8种频率可形成16种不同的组合，从而代表16种不同的数字或功能键，具体组合见表1。

关于来电显示制式，目前国内来电显示制式有FSK、DTMF（双音频）两种，普通推广的是FSK。

目录第一章绪论 (1)第二章主要的元器件及DTMF原理介绍 (1)2.1 STC89C54RD+介绍 (1)2.1.1 引脚及功能的介绍 (1)2.1.2 内部介绍 (3)2.2 DTMF双音多频信号的简介 (4)2.2.1 DTMF双音多频信号的产生原理 (4)2.2.2 DTMF双音多频信号构成 (5)第三章硬件电路设计原理分析 (7)3.1 双音多频（DTMF)收发电路 (7)3.2 拨号芯片及外围电路 (8)第四章软件设计 (9)4.1程序 (9)4.2 程序流程图 (10)第五章系统抗干扰措施 (11)5.1 系统硬件抗干扰措施 (11)5.2 系统软件抗干扰措施 (11)第六章总结 (12)参考文献 (13)附录 (14)第一章绪论双音多频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(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。

随着计算机技术和电信业的发展，通过无线方式进行远程数据通信越来越常见。

无线数据传输需要对信号进行两次调制，相对应的在接收端也要进行两次解调。

由于双音多频 DTMF 信号具有抗干扰能力强、传输距离远、数据准确等特点。

因而一次解调选用双音多频调制解调技术可以可靠的实现远程双向数据传输。

在 DTMF 语音芯片的选取上应遵循了当今电路设计领域高集成度、高可靠性、高效率的思想，本文选用了 MT8870 发送 / 接收一体芯片介绍,它采用了 CMOS 工艺,功耗低,可靠性高。

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。

DSP课程设计实验报告DTMF信号的产生与检测指导老师：时间：1 设计任务书双音多频DTMF（Dual Tone Multi Frequency）信号是在按键式电话机上得到广泛应用的音频拨号信令，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分别来自两组预定义的频率组：行频组和列频组。

每组分别包括4个频率，据CCITT的建议，国际上采用的这些频率为697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz 和1633Hz等8种。

在每组频率中分别抽出一个频率进行组合就可以组成16种DTMF编码，从而代表16种不同的数字或功能键，分别记作0~9、*、#、A、B、C、D。

如下图所示。

图1-1 双音多频信号编码示意图要用DSP产生DTMF信号，只要产生两个正弦波叠加在一起即可；DTMF检测时采用改进的Goertzel算法，从频域搜索两个正弦波的存在。

1.1 实验目的掌握DTMF信号的产生和检测的DSP设计可使学生更加透彻的理解和应用奈奎斯特采样定理，与实际应用相结合，提高学生系统地思考问题和解决实际问题的能力。

通过对DSP 信号处理器及D/A和A/D转换器的编程，可以培养学生C语言编程能力以及使用DSP硬件平台实现数字信号处理算法的能力。

1.2 技术指标及设计要求1.2.1 基本部分1)使用C语言编写DSP下DTMF信号的产生程序，要求循环产生0~9、*、#、A、B、C、D对应的DTMF信号，并且符合CCITT对DTMF信号规定的指标。

2)使用C语言编写DSP下DTMF信号的检测程序，检测到的DTMF编码在CCS调试窗口中显示，要求既不能漏检，也不能重复检出。

3) DTMF 信号的发送与接收分别使用不同的实验板完成。

1.2.2 发挥部分1) 使用一个DSP 工程同时实现DTMF 信号的发送和检测功能。

2) 改进DTMF 信号的规定指标，使每秒内可传送的DTMF 编码加倍。

双音多频拨号系统答辩问题双音多频拨号系统（DTMF）是一种在电话通信中使用的拨号系统，它使用了双音多频信号来区分不同的按键。

该系统广泛应用于电话按键、语音信箱、自动语音应答系统等领域。

下面是一些关于双音多频拨号系统的答辩问题及其参考内容。

1. 什么是双音多频拨号系统？答：双音多频拨号系统是一种拨号系统，它使用了由两个合成声音合成的不同频率的声波来表示数字、字母或其他特定功能。

这种系统广泛应用于电话通信中，可以用于电话按键、语音信箱、自动语音应答系统等场景。

2. 双音多频拨号系统如何工作？答：双音多频拨号系统工作的基本原理是通过发送特定频率的声音信号来表示按键。

每个按键都对应着两个频率的组合，通过检测接收到的声波信号，系统可以解码并识别出来自拨号方的按键。

3. 双音多频拨号系统中的双音是指什么？答：双音是指由两个频率的声音信号合成的音调。

在双音多频拨号系统中，每个按键都对应着一个特定的双音，通过发送不同的双音来表示不同的按键。

4. 双音多频拨号系统的优缺点是什么？答：双音多频拨号系统具有以下优点：- 可靠性高：与脉冲拨号系统相比，双音多频拨号系统使用声音信号，能够更准确地传输和识别拨号信息。

- 速度快：双音多频系统可以实现按键之间的快速切换，从而提高拨号的速度。

- 兼容性强：双音多频拨号系统可以与传统的拨号系统兼容，可以适应不同的通信设备。

然而，双音多频拨号系统也存在一些缺点：- 环境干扰：在某些环境下，如嘈杂的场所或低质量的通信线路中，背景噪声可能会导致信号识别的困难。

- 安全性问题：由于双音多频拨号系统的信号可以被解码，可能存在被他人拦截和窃取拨号信息的风险。

5. 双音多频拨号系统在哪些领域得到了应用？答：双音多频拨号系统广泛应用于以下领域：- 电话通信：传统的电话通信系统中使用双音多频拨号系统来实现用户之间的语音通话和按键操作。

- 语音信箱：语音信箱系统通过双音多频拨号系统来实现用户的语音留言和查询功能。

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.。

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