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DSP的DTMF信令的产生分析与检测

发布时间:2020-07-21 19:26:35 阅读: 来源:摇椅厂家

双音多频DTMF(Dual Tone Multi-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。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。

本文引用地址: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。电话机键盘上每一个键通过由图1所示的行频与列频唯一确定。DTMF的编解码方案无需过多的计算量,可以很容易的在DSP系统里与其他任务并发执行。

图 1

由图1可知,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。为了产生DTMF信号,DSP用软件产生两个正弦波叠加在一起后发送,解码时DSP则采用改进的Goertzel算法,从频域搜索两个正弦波的存在。本文即讨论DTMF编解码在TI公司定点DSP芯片TMS320C54x(以下简称为C54x)系列上的实现。

1、 DTMF信号的产生

DTMF编码器基于两个二阶数字正弦波振荡器,一个用于产生行频,一个用于产生列频。向DSP装入相应的系数和初始条件,就可以只用两个振荡器产生所需的八个音频信号。典型的DTMF信号频率范围是700~1700Hz,选取8000Hz作为采样频率,即可满足Nyquist条件。

图 2

由图2数字振荡器对的框图,可以得到该二阶系统函数的差分方程为:

y(n) = -a1y(n-1) - a2y(n-2) (1)

其中a1=-2cosω0,a2=1,ω0=2πf0 /fs,fs为采样频率,f0为输出正弦波的频率,A为输出正弦波的幅度。该式初值为y(-1)=0,y(-2)=-Asinω0。

CCITT对DTMF信号规定的指标是,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,以便区别连续的两个按键信号。

图 3

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