dtmf信号的产生与识别

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1、目录一、实验背景------------------------------------3二、实验目的------------------------------------3三、实验内容------------------------------------3四、实验原理----------------------------------3五、实验程序及注释------------------------------5六、CCS5000程序调试-----------------------------91、编译过程、工程架构

2、、编译环境设置2、程序运行结果（图形显示、数据显示）七、实验总结及感想----------------------------第13页共13页DTMF信号的产生与识别一、实验背景：双音多频DTMF（DualToneMulti-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。但绝大部分是用作电话的音频拨号。另外，它也可以在数据通信系

3、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。二、实验目的：（1）熟悉DSP5402的体系结构、指令系统、汇编语言程序的编写；（2）了解DTMF的基础知识；（3）学习用c语言对DTMF的编程方法；（4）掌握DTMF的信号产生及信号检验；（5）在CCS环境下，最终完成程序的调试三、实验内容：（1）利用DTMF信号产生的原理合成数字1，其合成公

4、式是　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。比较fft与Goertzel算法的效率；（5）生成一串拨号音，例如8位电话号码，进行识别；（6）详细列出电话拨号音合成和识别的步骤。四、实验原理：1.DTMF信号合成根据CCITT建议,第13页共13页国际上采用697Hz、770Hz、852Hz、94

5、1Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz、1633Hz12个频率,并将其分成两个群,即低频群和高频群。从低频群和高频群中任意抽出一个频率进行叠加组合,具有16种组合形式,让其代表数字和功率,如下图电话机键盘的频率矩阵所列。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相加而成。设x[k]为DTMF信号，产生方式为:X[k]=Asin(k)+Bsin(k)式中=/和=2∏/分别表示高频和低频频率，A、B分别为低频群和高频群样值的量化基线。电话信号的典型抽样频率为=8kHZ。CCITT对DTMF信号规定的指标是

6、，传送/接收率为每秒10个数字，即每个数字100ms。代表数字的音频信号必须持续至少45ms，但不超过55ms。100ms内其他时间为静音(无信号)，以便区别连续的两个按键信号。2、DTMF信号的识别DTMF解码即是在输入信号中搜索出有效的行频和列频。计算数字信号的频谱可以采用DFT及其快速算法FFT，而在实现DTMF解码时，采用Goertzel算法要比FFT更快。通过FFT可以计算得到信号所有谱线，了解信号整个频域信息，而对于DTMF信号只用关心其8个行频/列频及其二次谐波信息即可（二次谐波的信息用于将DTMF信号与声音信号

7、区别开）。此时Goertzel算法能更加快速的在输入信号中提取频谱信息。Goertzel算法实质是一个两极点的IIR滤波器，其算法第13页共13页图1：Goertzel算法原理框图如图知，DFT计算可以等价为：由于在DTMF检测中，输入的信号是实数序列，并不需要检测出8个行频/列频的相位，只需要计算出其幅度平方即可。对于实序列x(n)，Goertzel算法所需的内部变量vk(n)也为实数。因此计算如下：用上式的计算取代式（3）即可完全避免复数运算。当幅值的平方大于某一定值时即可判定其频率点上有对应的信息。在识别DTMF信号时，

8、要求确定抽样点数N，国际上通用N=205点或N=106点。表1列出了N=205点时，各个频率所对应的DFT结果X[m]中的序号m。表1：N=205时个频率对应的抽样信息基频准确值m最近的整数m值两点的绝对误差69717.861180.13977019.731200.26985