基于DSP的DTMF信号的检测

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1、基于DSP的DTMF信号的检测作者：高中秋物理与电子信息学院01信电1班01063103摘要：双音多频DTMF（DualToneMulti-Frequency）信令在全世界范围内得到广泛应用，将DTMF信令的产生与检测集成到含有数字信号处理器（DSP）的系统中，是一项较有价值的工程应用。本文给出一种实现方案，阐述DTMF信令的产生与检测的基本原理:用两个二阶数字数字正弦振荡器产生DTMF信号，并通过Goertzel算法实现DTMF信号检测。本论文是在TI公司定点DSP芯片TMS320C54x系列中的实现DTMF信号的检测，采用DSP技术既增加了系统的功能、灵活性，又降低费用，克服了硬件电路

2、实现检测的缺点。关键词：数字信号处理器DSP双音多频DTMF正弦波振荡器Goertzel算法目录1．背景阐述1.1．引言1．2.方案对比2．基本原理2.1．DTMF号简述2．2．振荡器的工作原理2．3．Goertzel算法2．4．TMS320C54X系列DSP芯片特点3．TMS320C5402中实现DTMF信号的产生与检测3．1。TMS320C5402中实现DTMF信号的产生3。2。DTMF信号的检测3。2。1。方法：3。2。2。DSP中实现DTMF频谱信号的提取3。2。3。DTMF信号有效性的检测3。2。4。DTMF信号检测程序流程图4。数据分析5。性能分析6。MATLAB验证DTMF信

3、号的产生与检测7。结论1．背景阐述1.1．引言电话中的双音多频信号（DTMF）有两种用途：一是用于双音多频信号的拨号，去控制交换机接通被叫的用户话机；二是利用双音多频信号遥控电话机各种动作，如播放留言、语音信箱等，并可以通过附加一些电路来是实现遥控家电设备的开启关闭等智能功能。前者解决双音多频信号的发送和编码，后者是双音多频信号的接收和解码。这些东西都离不开DTMF信号的正确检测。目前，大多数的DTMF信号的检测均采用专用的发送、接收芯片，这种解码的原理都依赖于计算输入信号的过零率。但这种方法有很大的局限性，无法检测多路DTMF信号，当混有语音和噪声时，专用芯片检测往往出现误差，如果音频信

4、号频率改变应用于别的系统时，专用的芯片就发挥不了作用。所以，用硬件实现DTMF信号的检测并不是一种很好的选择。信息化已经成为社会发展的大趋势，信息化是以数字化为背景的，而DSP技术则是数字化最重要的基本技术之一。在过去的短短的二十来年里，DSP处理器的性能得到很大改善，软件和开发工具也得到相应的发展，价格却大幅度地下降，从而得到越来越广泛的应用。通信领域（移动通信的交换设备、基站和手机，网络的路由和交换设备，智能天线，软件无线电，IP电话等），雷达和声纳系统，巡航导弹、灵巧炸弹及各种武器系统，自动测试系统，医疗诊断设备（CT、核磁共振、B超等），计算机及其外设，消费类电子设备（VCD、DV

5、D、HDTV、机顶盒、MP3、家庭影院系统、数字照相机和摄象机等），机器人及各种自动控制系统，等等，应用范围不胜枚举。1．2.方案对比方案1.硬件实现：以往的DTMF信号的产生检测一般用的是模拟硬件电路实现的。前几年DTMF编解码电路大量是使用LC或者音叉振荡电路以产生DTMF的8个音频。而解码电路过去采用的是音叉滤波，后又改进为有锁相环检测集成电路和简单的滤波器组成，但需要八路。这些电路复杂，制造和调整麻烦。电路多属于CMOS集成电路，它一般包括DTMF分组滤波器和DTMF译码器，当DTMF信号经输入电路输入时，先进入高、低频滤波器滤波，经带通滤波后，不仅滤波后，不仅滤掉了信号中的噪声干

6、扰，而且DTMF信号的高频信号（fH）和低频信号（fL）也被区分开来，然后这两组信号分别进入过零检测，比较后，得到相应于DTMF的两路fH、fL信号的输出，该两路信号经译码、锁存、缓冲、恢复成对应于16种DTMF信号音频的4比特二进制码。这种用硬件电路实现DTMF检测与软件处理数字信号比起来会有较大的缺陷。（1）对于一个可编程的数字系统，改变下程序就可以改变对信号处理的方式，而对模拟系统的重新配置就意味着重新设计硬件。（2）精度上的要求也决定了处理器的选择。（3）数字信号可以很容易地存储在磁介质中而不会丢失方案2.软件实现：曾经有人尝试用DSP构成一个数字式带通滤波器，其中心频率随着采样频

7、率的不同而改变。用顺序扫描的方式来检查每个频率，当某个频率超过给定的门限值时，将其记录，从而确定收到的是哪一个键的信号。然而该方法有一个严重的缺点：由于在给定的时间内只能检测8个频率中的一个，而不是8个同时检测，从而使检测的速度缓慢。因此，本文基于TMS320S54X的DTMF信号的检测，是在频域解决了上述问题，使DTMF的检测更加快捷、准确。下面详细介绍基于DSP的DTMF信号的检测。2．基本原理2.1．DTMF号简述