DTMF信号的产生.pptVIP

双音多频（DTMF）通信设计的MATLAB仿真 DTMF(Double Tone Multi-Freqency) 是按键电话通信，也广泛用于电子邮件和银行系统中，用户可从电话发送DTMF信号来选择菜单进行操作。DTMF通信系统中共有8个频率，分为4个高频音和4个低频音，用1个高频音和1个低频音的组合表示一个信号，这样共有16种组合，分别代表16种信号，如下表： 本题目的是，理解DTMF音频产生的软件方法和DTMF解码的几种算法。 一、DTMF信号的产生 (1)要求:按一个数字键如“1”，则产生频率为697Hz和1209Hz的两个正弦波，并相加。 （为简单起见，仅能按0~9键） (2)可用查表法求数字键对应的频率，为此先建立拨号数字表矩阵。 (3)电话音频信号在数字信号处理时，取样频率为8KHz,每个数字信号持续时间为100ms, 后面加上100ms的间隔（用0表示）。 DTMF信号产生过程： 1)建立拨号数字表矩阵TAB,用“查表法”求用户所按数字键k(0~9)对应的高、低频音。 *若k仅是一个数(例:k=2)，则对应 fL=TAB(k+1,1);fH=TAB(k+1,2) *若k不止一个数(例:k=[0 1 2]) 则查表要进行循环。 fL=TAB(k(i)+1,1); fH=TAB(k(i)+1,2); (i=1~n n---k数组的长度） 2)产生相应的DTMF信号及间隔时间，每个信号持续时间为100ms,间隔时间也是100ms。 （取样频率fs=8kHz),并将结果存入一个数组中(out)。 *每个DTMF信号为多少点？ ∵t=nTs=n/fs=100ms=0.1s, ∴n=tfs=0.1×8000=800点 ∴每个信号x为800点,间隔(用0表示）800点。 *第i(例：i=1)个信号(和间隔)在out数组中的位置? out(1600*(i-1)+1:1600*i-800)=x;%信号 out(1600*i-799:1600*i)=0; %间隔 注：i=1~n 3)画图并监听产生的DTMF信号。 语句：sound(out,fs)%监听产生的DTMF信号 另外：语句： wavwrite(out,fs,Ds.wav); %将信号存为声音文件Ds.wav (可在媒体播放器中播放）程序如下： Clear TAB=[941 1336;697 1209;697 1336;697 1477; ... 770 1209;770 1336;770 1477;852 1209; ... 852 1336;852 1477];%表矩阵TAB k=input(‘0~9’); %数字键数组k n=length(k); %k的长度=n for i=1:n %产生相应的DTMF信号 fL=TAB(k(i)+1,1);fH=TAB(k(i)+1,2); n1=800;fs=8000; j=0:1:n1-1; x=sin(2*pi*fL*j/fs)+sin(2*pi*fH*j/fs); out(1600*(i-1)+1:1600*i-800)=x; out(1600*i-799:1600*i)=0; end out=out./2; subplot(211);plot(out); % 画out sound(out,fs) %监听DTMF信号 wavwrite(out,fs,‘Ds.wav’);%存入声音文件 注：将各自的学号作为数字键输入。 思考：1)如何产生另6个数字键A,B,C,D,*,#对应的DTMF 信号？(例：按“A”,产生697Hz和1633Hz正弦信号的迭加） 或（简化为以下问题：） 2)若以数字键10~15表示A,B,C,D,*,#,如何产生对应的DTMF信号？(例：按“10”,产生697Hz和1633Hz正弦信号的迭加） 3)在音频信号产生中，用求解差分方程方法代替正弦函数的调用，从而使软件设计更接近于实际硬件开发应用。 提示： 设正弦序列为h(n)=sin(ωkn)u(n),为实时实现h(n)，必须找到其满足的差分方程。 h(n)= ah(n-1)-h(n-2)+bδ(n-1) (书P34) 2-16) 其中：a=2cosωk b=sinωk 用迭代法或filter函数法解此差分方程，即得数字频率为ωk的正弦序列