更新时间:2024-09-14 20:44
双音多频:dual-tone multifrequency
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(早期方法,很老很古董)。
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。
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。
双音多频(DTMF)是一种在话音信道用音调来表示数字的方法,它可以用来在模拟话音信道传输信令,因此在通信中有广泛的应用。
所谓双音频(DTMF)是指用一频率较高的信号与一频率较低的信号叠加,“4”是770HZ和1209HZ信号的叠加,“3”是697HZ和1477HZ信号的叠加等。
(1)指令信号传输方式 考虑到本系统的信号传输是加载到电力系统上进行传输的,所以本系统采用双音多频信号(DTMF)作为传输信号,DTMF是由一组低音频信号和一组高音频信号以一定方式的组合构成,每组音频信号各有4个音频信号,而每种组合有一个低音频信号和一个高音频信号.
DTMF Dialer 双音多频拨号
DTMF PAUSE 传送DTMF码时之暂停时间
DTMF O 双音频输出脚
DTMF STORE 储存DTMF码
DTMF DoubleToneMultiFrequency 双音多频
DTMF Package 双音多频包
Start DTMF 启动双音多频
DTMF DigitalTrunkModules 数字主体模块
DTMF HOLD 每输入DTMF码时
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。DTMF双音频信号由两个二阶数字正弦振荡器产生,一个用来产生行音频信号,另一个产生列音频信号。
CCITT规定每秒最多按10个键,即每个键时隙最短为100MS,其中音频实际持续时间至少为45MS,不大于55MS,时隙的其他时间内保持静默,因此按键产生双音频信号时,相继的两个信号间隔一段时间;解码器利用这个时间识别出双音频信号,并转换成对应的数字信息,而且要识别出间隙信息。因此流程包含音频任务和静默任务,前者是产生双音频采样值,后者产生静默样值,每个任务结束时,要重置定时器和下一个任务。其中静默任务还要加上一个任务:从数字缓冲区取出数字并解包。解包就是将数字映射为对应的行列音频特性,装载指针指向振荡器特征表对应的正确位置。两个任务轮流执行。由CCITT(国际电报电话咨询委员会)的规定,数字之间必须有适当长度的静音,因此编码器有两个任务,其一是音频信号任务,产生双音样本,其二是静音任务,产生静音样本。每个任务结束后,启动下一个任务前(音频信号任务或静音任务),都必须复位决定其持续时间的定时器变量。在静音任务结束后,DSP从数字缓存中调出下一个数字,判决该数字。信号所对应的行频和列频信号,并根据不同频率确定其初始化参数。
DTMF信号包含两组音频信号,解码器的任务是通过数学变换把它从时域转化到频域,然后得出对应的数字信息。由于芯片处理的是数字信号,所以必须把输入信号数字化,再用DSP芯片处理。频率检测时,检测出DTMF信号的基波及二次谐波,DTMF信号只在基波上有较高的能量,而话音信号则是在基波上叠加有较强的二次谐波,检测二次谐波的作用是用来区分DTMF信号与语言和音乐信号。
DTMF是由低频组(fb)和高频组(fa)两组频率信号构成,每个数字信号由低频组和高频组的任意一个叠加而成。根据CCITT的建议,DTMF的编译码定义可用下式表示 f(t)=A_{a}sin(2f_{a}t)+A_{b}sin(2f_{b}t) 式中两项分别表示低、高音频的值,Ab和Aa分别表示低音群合高音群的样值量化基线,而且两者幅值比为K=Ab/Aa(0.7 与单音编码不同,DTMF信号是采用8中取2的方式,从高低两个音组中各取一个音频复合而成来代表0-9十个号码和其他功能码,再加上这8个音频信号的各频率间不存在谐波关系,大大减少了虚假信号的干扰,因而DTMF信号工作可靠性特别是抗干扰能力很强。 DTMF信号即双音频信号,最先用于程控电话交换系统来代替号盘脉冲信号,主叫用户摘机按键拨号后,电话号码所对应的DTMF信号通过电话线传到程控交换机中的DTMF接受电路,交换机中的微机识别被叫电话号码后,接通主被叫用户实现双方通话。 DTMF信号还用于自动控制系统,如果把DTMF的发送电路用于主控系统,接收电路用于被控系统,就可以方便地组成有线或无线通信系统,其通道数视需要而定,16通道以内每通道只需编一位号码即可,若需要更多通道,则可像电话号码编号一样编为两位或两位以上的号码。 DTMF信号还被用于部分型号的车载导航终端,用于远程下发目的地坐标信息。 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,又因它采用分别从高低频中任意抽出1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(摘自《名侦探柯南剧场版——战栗的乐谱》 70分40秒~71分20秒 01时11分40秒~01时10分20秒)。