雙音多頻(DTMF)信號(hào)的MATLAB仿真

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1、數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)《雙音多頻（DTMF）信號(hào)的MATLAB仿真》院系：閩江學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系專業(yè)：通信工程組長(zhǎng):蔡小紅（3121102133）組員：王垚天（3121102119）何杰坤（3121102131）王曉清（3121102134）蘇月琴（3121102136）羅燁（3121102216）指導(dǎo)老師：方薈時(shí)間：2015年1月5日-2015年1月9日1雙音多頻（DTMF）信號(hào)的MATLAB仿真任務(wù)分配安排表任務(wù)分配負(fù)責(zé)人資料查找：電話中雙頻撥號(hào)的頻率分配，以及雙音多頻信號(hào)的產(chǎn)生方法。蘇月琴、羅燁課程設(shè)計(jì)方案、思路和具體步驟何杰坤、蔡小紅基本代碼編寫(xiě)王垚天、何杰

2、坤gui編寫(xiě)、界面設(shè)計(jì)王垚天、王曉清代碼調(diào)試蔡小紅、羅燁實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫(xiě)王曉清、蘇月琴實(shí)驗(yàn)答辯王垚天、何杰坤、蔡小紅王曉清、蘇月琴、羅燁1目錄一、摘要1二、引言1三、設(shè)計(jì)要求13.1設(shè)計(jì)要求13.2設(shè)計(jì)步驟13.3設(shè)計(jì)程序23.4設(shè)計(jì)GUI23.5原理33.5.1電話中的DTMF信號(hào)的組成33.5.2電話中的雙音多頻（DTMF）信號(hào)的產(chǎn)生43.5.3Goerztel函數(shù)與DTMF信號(hào)的產(chǎn)生5四、設(shè)計(jì)過(guò)程5圖4.1設(shè)計(jì)流程圖6五、調(diào)試與結(jié)果75.1運(yùn)行結(jié)果如下圖所示75.2調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決方法7六、分析和總結(jié)76.1小組總結(jié)76.2成員總結(jié)8七、參考文獻(xiàn)9八、附

3、錄：主要程序101一、摘要DTMF信號(hào)系統(tǒng)是一個(gè)典型的小型信號(hào)處理系統(tǒng)，它要用數(shù)字方法產(chǎn)生模擬信號(hào)并進(jìn)行傳輸，應(yīng)用D/A變換器，采用快速的頻率檢測(cè)算法——戈澤爾（GEORTZEL）算法的原理，以及該算法在雙音多頻撥號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用。對(duì)讀入的電話號(hào)碼，根據(jù)鍵入的號(hào)碼數(shù)產(chǎn)生時(shí)域離散雙音多頻（DTMF）信號(hào)，并連續(xù)發(fā)出號(hào)碼對(duì)應(yīng)的雙音頻聲音。同時(shí)進(jìn)行時(shí)域離散DTMF信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，畫(huà)出幅度譜，并用MATLAB在計(jì)算機(jī)上對(duì)雙音多頻的信號(hào)產(chǎn)生及檢測(cè)接收系統(tǒng)進(jìn)行了仿真測(cè)試。關(guān)鍵詞雙音多頻戈澤爾算法DFT二、引言DTMF（Double?Tone?MulitiFrequen

4、cy,雙音多頻）作為實(shí)現(xiàn)電話號(hào)碼快速可靠傳輸?shù)囊环N技術(shù)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較高的傳輸速度，廣泛用于電話通信系統(tǒng)中。另外，它也可以在通信系統(tǒng)中廣泛用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)和語(yǔ)音等信息的遠(yuǎn)程傳輸，技術(shù)非常成熟、專業(yè)芯片種類繁多，在民用、金融、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用非常普及，甚至有通過(guò)軟件來(lái)產(chǎn)生和檢測(cè)DTMF信令方面的應(yīng)用。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，利用DTMF信令作為通信系統(tǒng)中的控制信號(hào)的通信設(shè)備正遭受著前所未有的各種日益復(fù)雜的干擾，尤其是與DTMF信令的同頻干擾，使通信設(shè)備頻頻出現(xiàn)誤動(dòng)作等嚴(yán)重事故，所以消除與DTMF同頻干擾已是利用該控制方式控制的通信系統(tǒng)不得不解決的一個(gè)問(wèn)

5、題。三、設(shè)計(jì)要求3.1設(shè)計(jì)要求（1）按一個(gè)數(shù)字鍵如“1”，則產(chǎn)生頻率為697Hz和1209Hz的兩個(gè)正弦波，并相加；（2）可用查表法求數(shù)字鍵對(duì)應(yīng)的頻率，為此先建立撥號(hào)數(shù)字表矩陣；（3）電話音頻信號(hào)在數(shù)字信號(hào)處理時(shí)，取樣頻率為8KHz，每個(gè)數(shù)字信號(hào)持續(xù)時(shí)間為100ms，后面加上100ms的間隔（用0表示）；（4）設(shè)計(jì)好各按鍵提示音，并能播放演示；16（5）編制GUI用戶界面；3.2設(shè)計(jì)步驟（1）總體設(shè)計(jì)搭建框架，確定人機(jī)對(duì)話界面，確定輸入輸出函數(shù)接口；（2）編寫(xiě)主要程序，包括戈澤爾算法和N點(diǎn)DFT；（3）編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)輸入輸出功能的程序；（4）編寫(xiě)波形輸出程序；（5）用

6、matlab的相應(yīng)函數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)；（6）編寫(xiě)GUI，并綁定各功能，加以實(shí)現(xiàn)。3.3設(shè)計(jì)程序讀入電話號(hào)碼，根據(jù)鍵入的電話號(hào)碼產(chǎn)生時(shí)域離散雙音多頻（DTMF）信號(hào)，并連續(xù)發(fā)出號(hào)碼對(duì)應(yīng)的雙音頻聲音。對(duì)時(shí)域離散DTMF信號(hào)進(jìn)行頻率檢測(cè)，畫(huà)出幅度譜。根據(jù)幅度譜的兩個(gè)峰值，分別查找并確定輸入電話號(hào)碼，并將其撥號(hào)并響應(yīng)。3.4設(shè)計(jì)GUI實(shí)現(xiàn)更加友好的人機(jī)對(duì)話的界面，加入了界面窗口，各種數(shù)據(jù)可以從窗口直接輸入，并且設(shè)置開(kāi)始按鈕和清除按鈕，可以從窗口選擇六位或者八位電話號(hào)碼的輸入，在窗口中可以直接顯示出電話號(hào)碼基頻的幅值，簡(jiǎn)潔、方便。圖3.4.1具體的界面窗口。163.5原理雙音多

7、頻（DualToneMultiFrequency,DTMF）信號(hào)是音頻電話中的撥號(hào)信號(hào)，由美國(guó)AT&T貝爾公司實(shí)驗(yàn)室研制，并用于電話網(wǎng)絡(luò)中。這種信號(hào)制式具有很高的撥號(hào)速度，且容易自動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別，很快就代替了原有的用脈沖計(jì)數(shù)方式的撥號(hào)制式。這種雙音多頻信號(hào)制式不僅用在電話網(wǎng)絡(luò)中，還可以用于傳輸十進(jìn)制數(shù)據(jù)的其它通信系統(tǒng)中，用于電子郵件和銀行系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)中用戶可以用電話發(fā)送DTMF信號(hào)選擇語(yǔ)音菜單進(jìn)行操作。DTMF信號(hào)是一個(gè)典型的小型信號(hào)處理系統(tǒng)，它要用數(shù)字方法產(chǎn)生模擬信號(hào)并進(jìn)行傳輸，用到了D/A變換器。為了系統(tǒng)的檢測(cè)速度并降低成本，還開(kāi)發(fā)一種特殊的DFT算法，稱為

8、戈澤爾(Goertzel