雙音多頻檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)說明

1、第 1 章緒論雙音多頻 DTMF(Dual Tone Multi-Frequency )信令，就是用兩個(gè)頻率 行頻和列頻來表示機(jī)鍵盤上的一個(gè)數(shù)字。 雙音多頻信號(hào)是音頻中的撥號(hào)信號(hào)， 由 美國 AT&T貝爾公司實(shí)驗(yàn)室研制，并用于網(wǎng)絡(luò)中。這種信號(hào)制式具有很高的撥號(hào) 速度，且容易自動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別，很快就代替了原有的用脈沖計(jì)數(shù)方式的撥號(hào)制式。 逐漸在全世界圍使用在按鍵式機(jī)上， 這種雙音多頻信號(hào)制式不僅用在網(wǎng)絡(luò)中， 還 可以用于傳輸十進(jìn)制數(shù)據(jù)的其它通信系統(tǒng)中， 用于電子和銀行系統(tǒng)中。 這些系統(tǒng) 中用戶可以用發(fā)送 DTMF信號(hào)選擇語音菜單進(jìn)行操作。作為實(shí)現(xiàn)快速可靠傳輸?shù)?一種技術(shù)， 它具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較

2、高的傳輸速度， 因此，可廣泛用于通信 系統(tǒng)中。但絕大部分是用作的音頻撥號(hào)。 另外，它也可以在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛 地用來實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)流和語音等信息的遠(yuǎn)程傳輸。 近年來 DTMF也應(yīng)用在交互式 控制中，諸如語言菜單、語言、銀行和 ATM 終端等。通過軟件產(chǎn)生與檢測(cè) DTMF 信令，是一項(xiàng)較有價(jià)值的工程應(yīng)用。 這是一種技術(shù)， 就是機(jī)上的一個(gè)按鍵按下去 時(shí)，機(jī)向交換機(jī)同時(shí)發(fā)送兩個(gè)頻率的信號(hào)， 告訴交換機(jī)按的是哪個(gè)按鍵， 以前采 用脈沖方式，速度慢，一共有 8個(gè)頻率的音頻信號(hào)，分為 2組，每組 4 個(gè)，兩兩 組合共可以代表 16 個(gè)按鍵，分別代表 0-9 、#、*等按鍵。第 2 章雙音多頻（ DTMF）

3、信號(hào)的設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)目的及意義雙音多頻信號(hào) （DTMF）是系統(tǒng)中機(jī)與交換機(jī)之間的一種用戶信令， 通常用于 發(fā)送被叫。雙音多頻信號(hào)是貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的， 其目的是為了自動(dòng)完成長(zhǎng)途呼叫。撥號(hào)有兩種， 脈沖和音頻，所謂音頻也稱雙音多頻 （DTMF）信號(hào)的撥號(hào)方式， 雙音多頻既是撥號(hào)時(shí)每按一個(gè)鍵， 有兩個(gè)音頻頻率疊加成一個(gè)雙音頻信號(hào)， 十二 個(gè)按鍵由七個(gè)音頻頻率區(qū)分。 在使用雙音多頻信號(hào)之前， 系統(tǒng)中使用一連串的斷 續(xù)脈沖來傳送被叫， 稱為脈沖撥號(hào)。 脈沖撥號(hào)需要電信局中的操作員手工完成長(zhǎng) 途接續(xù)。雙音多頻的撥號(hào)鍵盤是 44的矩陣，每一行代表一個(gè)低頻，每一列代 表一個(gè)高頻。每按一個(gè)鍵就發(fā)送一個(gè)高頻和低

4、頻的正弦信號(hào)組合，比如 1 相當(dāng) 于 697 和 1209赫茲（Hz） 。交換機(jī)可以解碼這些頻率組合并確定所對(duì)應(yīng)的按鍵。 本次課設(shè)的目的就是通過學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)代交換原理的基礎(chǔ)上， 設(shè)計(jì)一個(gè)雙音多頻 檢測(cè)模塊并對(duì)電路進(jìn)行仿真， 綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)， 進(jìn)行一次比較全面的訓(xùn)練， 為 今后的學(xué)習(xí)和工作積累經(jīng)驗(yàn)。此外，該題目還涵蓋了通信原理 、電路分析、交換原理等主要課程 的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生通過該題目的設(shè)計(jì)過程， 可以初步掌握 DTMF編/ 解碼技術(shù)原理和 相關(guān)電路設(shè)計(jì)、開發(fā)原理，得到系統(tǒng)的訓(xùn)練，提高解決實(shí)際問題的能力。2.2 雙音多頻（ DTM）F 信號(hào)的組成雙音多頻信號(hào)作為實(shí)現(xiàn)快速可靠傳輸?shù)囊环N技術(shù)， 它具

5、有很強(qiáng)的抗干擾能力 和較高的傳輸速度，因此，廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)中。近年來，雙音多頻信號(hào)也應(yīng) 用在交互式控制中，如在語言控制、語言、銀行和 ATM 終端等的應(yīng)用。音頻撥號(hào)當(dāng)人們按下某一個(gè)按鍵時(shí)， 會(huì)產(chǎn)生一組特定的雙音信號(hào)， 稱為雙音 多頻信號(hào)， 交換機(jī)會(huì)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理， 根據(jù)兩個(gè)單音頻率來識(shí)別所按下的。 將 撥號(hào)盤上的數(shù)字 09 和兩個(gè)標(biāo)有“ * ”和“#”的特殊按鈕進(jìn)行頻率分配，如圖 所示。包括兩個(gè)頻率低頻段包括的頻率是 697Hz，770Hz，852Hz 和 941Hz，稱為 行頻。高頻段含的頻率 1209Hz，1336Hz， 1477Hz，1633Hz，稱為列頻，它們可 頻率分配構(gòu)成 1

6、6 種頻率組合，每一種組合由一對(duì)正弦頻率信號(hào)唯一確定。其中 第四列 1633Hz 對(duì)應(yīng)的按鍵目前并沒有使用，留待將來擴(kuò)展使用。雙頻撥號(hào)的頻率分配列行1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz697Hz123A770Hz456B852Hz789C941Hz*0#D2.3DTMF信號(hào)的應(yīng)用DTMF信 號(hào)即雙音多頻信號(hào) , 最先用于程控交換系統(tǒng)來代替號(hào)盤脈沖信號(hào)。如圖 1：主叫用戶摘機(jī)按鍵撥號(hào)后，所對(duì)應(yīng)的 DTMF信號(hào)通過線傳到程控交換機(jī)中的DTMF接受電路，交換機(jī)中的微機(jī)識(shí)別被叫后，接通主被叫用戶實(shí)現(xiàn)雙方通話。DTMF信號(hào)還用于自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果把 DTMF的發(fā)送電路用于主控系統(tǒng)，接 受電路

7、用于被控系統(tǒng)， 就可以方便地組成有線或無線通信系統(tǒng)， 如圖 2 所示，其 通道數(shù)視需要而定， 16 通道以每通道只需編一位即可，若需要更多通道，則可 象編號(hào)一樣編為兩位或兩位以上的。2.4 仿真軟件介紹PROTEL軟件概述PROTEL是 PORTEL公司在 80 年代末推出的 EDA軟件，在電子行業(yè)的 CAD軟 件中，它當(dāng)之無愧地排在眾多 EDA軟件的前面， 是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件， 它較 早就在國開始使用， 在國的普及率也最高， 有些高校的電子專業(yè)還專門開設(shè)了課 程來學(xué)習(xí)它， 幾乎所有的電子公司都要用到它， 許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才 時(shí)在其條件欄上常會(huì)寫著要求會(huì)使用 PROTE。L早期的

8、 PROTEL主要作為印制板自動(dòng)布線工具使用，運(yùn)行在 DOS環(huán)境，對(duì)硬 件的要求很低，在無硬盤 286 機(jī)的 1M存下就能運(yùn)行，但它的功能也較少，只有 電原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能，其印制板自動(dòng)布線的布通率也低，而現(xiàn)今的 PROTEL已發(fā)展到 PROTEL（99網(wǎng)絡(luò)上可下載到它的測(cè)試板） ，是個(gè)龐大的 EDA軟件， 完全安裝有 200 多 M，它工作在 WINDOWS9環(huán)5境下，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子 設(shè)計(jì)系統(tǒng)， 它包含了電路原理圖繪制、 模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、 多層印制電路板設(shè)計(jì) （包含印制電路板自動(dòng)布線） 、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、 圖表生成、 電子表格生成、支持宏操作等功能，并具

9、有 Client/Server （客戶/ 服務(wù)器）體 系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式，如ORCA，DPSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度 PCB的100布通率。在國 PROTEL 軟件較易買到，有關(guān) PROTEL軟件和使用說明的書也有很多，這為它的普及提供 了基礎(chǔ)。想更多地了解 PROTEL的軟件功能或者下載 PROTEL9的9 試用版， 可以在 INTERNET上。MATLAB軟件概述MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（ Matrix Laboratory ）的簡(jiǎn)稱，是美國 MathWorks公 司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件， 用于算法開發(fā)、 數(shù)據(jù)可視化、 數(shù)據(jù)分析

10、以及數(shù)值計(jì)算的 高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括 MATLAB和 Simulink 兩大部分。MATLAB是由美國 mathworks 公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式 程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。 它將數(shù)值分析、 矩陣計(jì)算、 科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非 線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中， 為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全 面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran ）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB和 Mathematica 、Maple 并

11、稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用 軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。 MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、 實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控 制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形 式十分相似，故用 MATLAB來解算問題要比用 C，F(xiàn)ORTRA等N語言完成相同的事情 簡(jiǎn)捷得多，并且 MATLAB也吸收了像 Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn) ,使 MATLAB成為一個(gè)強(qiáng) 大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì) C，F(xiàn)ORTRA，NC+ ，JAVA的支持?？?

12、以直接調(diào)用 , 用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲?MATLAB函數(shù)庫中方便自 己以后調(diào)用，此外許多的 MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直 接進(jìn)行下載就可以用。2.5 電路設(shè)計(jì)中的核心器件MT8870MT8870 音調(diào)譯碼器( Tone Decoder)是 MITEL 公司所開發(fā)生產(chǎn)為一顆常用 復(fù)頻譯碼 IC，這個(gè)電路可以接收 DTMF信 號(hào)，是一個(gè)完整的 DTMF接 收器。它接 收了 DTMF信 號(hào)后，部將信號(hào)分成高頻帶和低頻帶， 并將此信號(hào)送至數(shù)字譯碼器， 然后將訊號(hào)送至數(shù)字譯碼器以解出按鍵值， 接著將解出的按鍵值以二進(jìn)制的方式 以四條線 (Q1、Q2、Q3、Q4)輸出

13、到外部共享 Bus 上，其 MT8870 接腳說明如表 1 及部結(jié)構(gòu)如圖 2。值得一提的是，當(dāng) MT8870 解出一個(gè)按鍵值且輸出到外部時(shí)， 其 STD 接腳會(huì)由低態(tài)升為高態(tài)，經(jīng)一段時(shí)間后再降為低態(tài)，我們便可利用此特 點(diǎn)偵測(cè)到此腳有訊號(hào)時(shí)便馬上將 Q1-Q4 接腳所產(chǎn)生的值讀入 CPU，然后解出的按 鍵值。R7R8VCC100K0.1 信號(hào)輸入100KY13.5 79545M5694GSVDDIN-OSC1St/GTEStOSC2Q4Q3Q2Q1OSC2StDTOEINHPWDNVSSIN+VRef31821778151MT8 87016 R913121114 100K IN5IN4IN3IN

14、210 174LS0 42 IN1C40.1 MT8870在 DTMF中的應(yīng)用：MT8870組成收號(hào)電路，它的輸入為來自模擬用戶接口雙音多頻信號(hào)，輸出 為 4 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，供處理器從數(shù)據(jù)總線讀入。 MT8870的功能模塊圖見圖 2 。其收號(hào)過程如下：模擬信號(hào)從 IN- 腳引入后，經(jīng)雙音濾波器初步濾除帶外干擾信 號(hào)，隨后，此濾出信號(hào)在經(jīng)高群濾波器和低群濾波器分別濾出其中的高頻和低頻 分量，這兩種分量分別通過過零檢測(cè)后送給數(shù)字檢測(cè)計(jì)算電路； 該電路對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，能排除外部噪聲因偶然含有默寫特定頻率而被編碼器編 碼，或則影響編碼器的編碼，從而引起后續(xù)的收號(hào)錯(cuò)誤。當(dāng)高、低頻組信號(hào)同時(shí)

15、被編碼器測(cè)到時(shí)，ESt 腳將輸出高電平作為有效檢測(cè) DTMF信號(hào)的標(biāo)志，而當(dāng) DTMF 信號(hào)消失時(shí)， ESt 腳將輸出低電平。為了防止外部噪聲被 MT8870誤編碼，編碼 器要求被編碼的音頻信號(hào)能維持一段時(shí)間，這段時(shí)間由外部的一個(gè)RC電路來決定。如前所述，當(dāng)音頻信號(hào)被檢測(cè)到時(shí)。 ESt 輸出高電平 l ，電容放電， VC上的 電壓值上升 （ 假設(shè)信號(hào)在整個(gè)要求時(shí)間部存在 ） ，VC升到一個(gè)門限值 VTST時(shí)，該 音頻信號(hào)被編碼，變成了數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)將被鎖存起來，此時(shí)， GT 就為 高，使 VC點(diǎn)的電壓由門限值升到 VDD，此后，只要 ESt 仍保持為高， GT就為高， 外部的 RC電路回

16、到初始狀態(tài)，隨后，經(jīng)過一段鎖存操作引起的延時(shí)后， StD 腳 輸出高電平，表示信號(hào)鎖存完畢。這時(shí)，外部期間若要從D1D4 上讀這四位編碼，應(yīng)使 TOE為高，打開鎖存器，這就完成了 DTMF的收號(hào)任務(wù)。MC74HC4511雙列 16 腳封裝， BCD-7段鎖存或譯碼或驅(qū)動(dòng)器，它將輸入 BCD標(biāo)準(zhǔn)代碼變 換成驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管所需的碼信號(hào)。它又稱四線七段鎖存譯碼器，其中四線 A-D為 BCD碼輸入端，高電平有效， A為低位輸入端， D為高位輸入端，七段 a-g 輸出高電平以驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管發(fā)光， LE 為鎖存控制端，高電平時(shí)能夠鎖存輸 入的 BCD碼，LT 為燈側(cè)試反相控制端， BI 為消隱反相控制端

17、。2.6 主要參數(shù)設(shè)置檢測(cè) DTMF信號(hào)的 DFT參數(shù)選擇DFT 檢測(cè)模擬 DTMF信號(hào)所含有的兩個(gè)音頻頻率，是一個(gè)用 DFT對(duì)模擬信號(hào) 進(jìn)行頻譜分析的問題。 根據(jù)第三章用 DFT對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行譜分析的理論， 確定三 個(gè)參數(shù)：（1）采樣頻率 Fs ，（2）DFT的變換點(diǎn)數(shù) N，（3）需要對(duì)信號(hào)的觀察時(shí)間 的長(zhǎng)度 Tp 。這三個(gè)參數(shù)不能隨意選取，要根據(jù)對(duì)信號(hào)頻譜分析的要求進(jìn)行確定。 這里對(duì)信號(hào)頻譜分析也有三個(gè)要求：（ 1）頻率分辨率，（2）譜分析的頻譜圍，（3）檢測(cè)頻率的準(zhǔn)確性。確定 Fs8KHz，N205， Tp 40ms。第 3 章雙音多頻（ DTMF）信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)DTMF信號(hào)系統(tǒng)是一個(gè)

18、典型的小型信號(hào)處理系統(tǒng)，它要用數(shù)字方法產(chǎn)生模擬 信號(hào)并進(jìn)行傳輸， 其中還用到了 D/A 變換器；在接收端用 A/D變換器將其轉(zhuǎn)換成 數(shù)字信號(hào)， 并進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理與識(shí)別。 為了系統(tǒng)的檢測(cè)速度并降低成本， 還開 發(fā)一種特殊的 DFT算法，稱為戈澤爾 （Goertzel） 算法，這種算法既可以用硬件 （專用芯片)實(shí)現(xiàn)， 也可以用軟件實(shí)現(xiàn)。 下面首先介紹雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生方法和檢 測(cè)方法，戈澤爾算法。3.1 雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生DTMF雙音頻信號(hào)由兩個(gè)二階數(shù)字正弦振蕩器產(chǎn)生，一個(gè)用來產(chǎn)生行音頻信 號(hào)，另個(gè)一產(chǎn)生列音頻信號(hào)。 DTMF編 解碼器的音頻信號(hào)產(chǎn)生部分是基于兩個(gè)二 階的數(shù)字正弦波振蕩器，一個(gè)產(chǎn)

19、生行頻，一個(gè)產(chǎn)生列頻。振蕩器的框圖如下。假設(shè)時(shí)間連續(xù)的 DTMF信號(hào)用 x(t) sin(2 f1t) sin(2 f2t) 表示，式中 f1和f2 是 按照表 1 選擇的兩個(gè)頻率， f1代表低頻帶中的一個(gè)頻率， f2 代表高頻帶中的一 個(gè)頻率。顯然采用數(shù)字方法產(chǎn)生 DTMF信號(hào)，方便而且體積小。下面介紹采用數(shù) 字方法產(chǎn)生 DTMF信號(hào)。規(guī)定用 8KHz對(duì) DTMF信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣后得到時(shí)域離 散信號(hào)為x(n) sin(2 f1n / 8000) sin(2 f2n/8000)形成上面序列的方法有兩種， 即計(jì)算法和查表法。 用計(jì)算法求正弦波的序列 值容易，但實(shí)際中要占用一些計(jì)算時(shí)間， 影響運(yùn)

20、行速度。 查表法是預(yù)先將正弦波 的各序列值計(jì)算出來， 寄存在存儲(chǔ)器中， 運(yùn)行時(shí)只要按順序和一定的速度取出便 可。這種方法要占用一定的存儲(chǔ)空間，但是速度快。因?yàn)椴蓸宇l率是 8000Hz，因此要求每 125ms 輸出一個(gè)樣本，得到的序列再 送到 D/A 變換器和平滑濾波器，輸出便是連續(xù)時(shí)間的 DTMF信號(hào)。 DTMF信號(hào)通過 線路送到交換機(jī)。產(chǎn)生 DTMF信號(hào)的流程圖3.2 雙音多頻信號(hào)檢測(cè)在接收端，要對(duì)收到的雙音多頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)個(gè)正弦波的頻率是多少， 以判 斷所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字或者符號(hào)。 顯然這里仍然要用數(shù)字方法進(jìn)行檢測(cè)， 因此要 將收到的時(shí)間連續(xù) DTMF信號(hào)經(jīng)過 A/D 變換，變成數(shù)字信號(hào)進(jìn)

21、行檢測(cè)。檢測(cè)的方 法有兩種，一種是用一組濾波器提取所關(guān)心的頻率， 根據(jù)有輸出信號(hào)的 2 個(gè)濾波 器判斷相應(yīng)的數(shù)字或符號(hào)。另一種是用 DFT（ FFT）對(duì)雙音多頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分 析，由信號(hào)的幅度譜，判斷信號(hào)的兩個(gè)頻率，最后確定相應(yīng)的數(shù)字或符號(hào)。當(dāng)檢 測(cè)的音頻數(shù)目較少時(shí)， 用濾波器組實(shí)現(xiàn)更合適。 FFT是 DFT的快速算法， 但當(dāng) DFT 的變換區(qū)間較小時(shí)， FFT快速算法的效果并不明顯，而且還要占用很多存，因此 不如直接用 DFT合適。DTMF信 號(hào)檢測(cè)流程圖3.3MATLAB工具箱函數(shù) goertzelGoerztel 函數(shù)的調(diào)用格式為：Xgk=goertzel(Xn,K)Xn是被變換的時(shí)域序

22、列，用于 DTMF信號(hào)檢測(cè)時(shí)， Xn就是 DTMF信號(hào)的 205個(gè)采 樣值。K是要求計(jì)算的 DFTXn的頻點(diǎn)序號(hào)向量，用 N表示 Xn的長(zhǎng)度，則要求 1KN。 由表 2 可知，如果只計(jì)算 DTMF信號(hào) 8 個(gè)基頻時(shí)，K=18，20，22，24，31，34，38，42， 如果同時(shí)計(jì)算 8 個(gè)基頻及其二次諧波時(shí)，K=18，20，22，24，31，34，35，38，39，42，43，47，61，67，74，82。Xgk 是變換結(jié)果向量，其中存放的是由 K 指定的頻率點(diǎn)的 DFTx(n) 的值。設(shè) X(k)=DFTx(n) ，則 Xgk(i) X(K(i), i 1,2,L ,length(K)第 4

23、 章雙音多頻（ DTMF）信號(hào)的仿真DTMF信號(hào)的產(chǎn)生與識(shí)別仿真實(shí)驗(yàn)在 MATLAB環(huán)境下進(jìn)行，編寫仿真程序，運(yùn) 行程序，送入 8 位，程序自動(dòng)產(chǎn)生每一位數(shù)字相應(yīng)的 DTMF信號(hào)，并送出雙頻聲 音，再用 DFT進(jìn)行譜分析，顯示每一位數(shù)字的 DTMF信號(hào)的 DFT幅度譜，安照幅 度譜的最大值確定對(duì)應(yīng)的頻率，再安照頻率確定每一位對(duì)應(yīng)的數(shù)字，最后輸出 8 位。4.1 硬件連接圖上圖是利用 Protel 仿真軟件實(shí)現(xiàn)的雙音多頻信號(hào)檢測(cè)硬件圖硬件連接圖顯示部分行頻率向量列頻率向量 輸入 8 位數(shù)字接收端初值為零DTMF信號(hào)代表的 16 個(gè)數(shù)檢測(cè)碼相符的列號(hào) q4.2 仿真程序運(yùn)行結(jié)果1、程序分四段：第一

24、段（ 27行）設(shè)置參數(shù)，并讀入 8位；第二段（ 920行） 根據(jù)鍵入的 8 位產(chǎn)生時(shí)域離散 DTMF信號(hào)，并連續(xù)發(fā)出 8 位對(duì)應(yīng)的雙音頻聲音； 第三段（ 2225行）對(duì)時(shí)域離散 DTMF信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè)，畫出幅度譜；第四段 （2633 行）根據(jù)幅度譜的兩個(gè)峰值，分別查找并確定輸入 8 位。 程序清單如下：% DTMF雙頻撥號(hào)信號(hào)的生成和檢測(cè)程序 %clear all;clc;tm=1,2,3,65;4,5,6,66;7,8,9,67;42,0,35,68; %N=205;K=18,20,22,24,31,34,38,42; f1=697,770,852,941; % f2=1209,1336,

25、1477,1633; % TN=input( 鍵入 8 位= );%TNr=0; % for l=1:8;d=fix(TN/10(8-l);TN=TN-d*10(8-l);for p=1:4;for q=1:4;if tm(p,q)=abs(d); break,end %end if tm(p,q)=abs(d); break,end % 檢測(cè)碼相符的行號(hào) pendn=0:1023; % 為了發(fā)聲，加長(zhǎng)序列x = sin(2*pi*n*f1(p)/8000) + sin(2*pi*n*f2(q)/8000);%構(gòu)成雙頻信號(hào)sound(x,8000); % 發(fā)出聲音pause(0.1)% 接收檢

26、測(cè)端的程序X=goertzel(x(1:205),K+1); %DFT樣本val = abs(X);%subplot(4,2,l);stem(K,val,.);grid;xlabel(k);ylabel(|X(k)|) %度axis(10 50 0 120) limit = 80; % for s=5:8;if val(s) limit, break, end % end for r=1:4;if val(r) limit, break, end % end TNr=TNr+tm(r,s-4)*10(8-l);end用 Goertzel 算法計(jì)算八點(diǎn)列出八點(diǎn) DFT向量畫出 DFT（k） 幅查

27、找列號(hào)查找行號(hào)% 顯示接收到的字符disp( 接收端檢測(cè)到的為： ) disp(TNr) 2、運(yùn)行結(jié)果：（1）、運(yùn)行程序，根據(jù)提示鍵入 8位 12341234，然后回車。（2）、回車后可以聽見 8 位對(duì)應(yīng)的 DTMF信號(hào)的聲音，并輸出相應(yīng)的 8 幅頻譜圖 如下圖所示。（3）、左上角的第一個(gè)圖在 k=18和 k=31兩點(diǎn)出現(xiàn)峰值，所以對(duì)應(yīng)第一位數(shù)字 1 最后顯示檢測(cè)到的 12341234。 .第 5 章總結(jié)通過此次實(shí)驗(yàn)，我們對(duì) DTMF的基礎(chǔ)知識(shí)有了個(gè)比較深刻的了解， 掌握了 DTMF 的信號(hào)產(chǎn)生及信號(hào)檢驗(yàn)的原理及方法， 加深了對(duì)雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)的理 解，提高了利用交換原理知識(shí)處理系統(tǒng)問題的能力。 并聯(lián)系以往學(xué)習(xí)的知識(shí)， 利 用 PROTEL仿真軟件， 使自己掌握了更多有用的知識(shí)。 利用 PROTEL仿真軟件實(shí)現(xiàn) 了對(duì)雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)的仿真分析， 可以得到理想的實(shí)驗(yàn)要求， 并且更 加深刻學(xué)生對(duì)雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)的認(rèn)識(shí)， 通過本次試驗(yàn)， 明顯感受到利 用 PROTEL仿真軟件是非常方便的，而且經(jīng)濟(jì)，這種仿真軟件一定會(huì)在以后的課 程設(shè)計(jì)中得到更廣泛的應(yīng)用。通過對(duì)雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè)仿真實(shí)驗(yàn)， PROTEL仿真軟件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果非 常接近理論值， 而且比實(shí)際操作安全， 方便。 并且把理論與實(shí)踐有效地結(jié)合在一 起，有利于學(xué)生對(duì)交換原理 - 課程的學(xué)習(xí)。通過這