实验六-数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用

实验六数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用实验原理1、DTMF信号系统是一个典型的小型信号处理系统，它要用数字方法产生模拟信号并进行传输，其中还用到了D/A变换器；在接收端用A/D变换器将其转换成数字信号，并进行数字信号处理与识别。在中，数字0~9的中每一个都用两个不同的单音频传输，每一个数字均由高、低频带中各一个频率构成，信号用表示，这样8个频率形成16种不同的双频信号。号码及符号与其对应的频率见表一表一双频拨号的频率分配列行1209Hz1336Hz1477Hz633Hz697Hz123A770Hz456B852Hz789C2、用数字方法产生DTMF信号：规定用8KHz对DTMF信号进行采样，采样后得到时域离散信号为。因为采样频率是8000Hz，因此要求每125ms输出一个样本，得到的序列再送到D/A变换器和平滑滤波器，输出便是连续时间的DTMF信号。DTMF信号通过线路送到交换机。3、双音多频信号的检测：在接收端，要对收到的双音多频信号进行检测，检测两个正弦波的频率是多少，以判断所对应的十进制数字或者符号。对信号频谱分析的要求：〔1〕频率分辨率：。考虑到可靠性，留有富裕量，要求按键的时间大于40ms。〔2〕谱分析的频谱范围：要检测的信号频率范围是697～1633Hz，对信号最少的采样点数为。〔3〕检测频率的准确性:＝8KHz，N＝205，。8个频率及其二次谐波对应k值，和k取整数时的频率误差见表二。表二8个基频及对应k值8个基频Hz最近的整数k值DFT的k值绝对误差二次谐波Hz对应的k值最近的整数k值绝对误差69717.861180.139139435.024350.02477019.531200.269154038.692390.30885221.833220.167170442.813430.18794124.113240.113188247.285470.285120930.981310.019241860.752610.248133634.235340.235267267.134670.134147737.848380.152295474.219740.219163341.846420.154326682.058820.058二、实验程序及结果1、六位号码多频拨号信号的生成和检测程序：实验现象：听到明显频率不相同的声音响了六次结果分析：如图1所示，子图〔3,2,1〕在k=18和k=31两点出现峰值，根据表一和表二可判断是“1〞。同理，〔3,2,2,〕k=18、38，对应“3〞；〔3,2,4〕k=18、34，对应“2〞；〔3,2,6〕k=22、34，对应“8〞。故拨号结果为“131218〞，与输入一致。图1六位拨号程序实验结果图1六位拨号程序实验结果图1六位拨号程序实验结果图1六位拨号程序实验结果2、八位号码多频拨号信号的生成和检测程序：实验现象：听到明显频率不相同的声音响了8次结果分析：如图2所示，子图〔4,2,3〕中在k=20和38出现峰值，根据表一和表二可判断是“6〞；同理，〔4,2,4〕中k=20、34，判断为“5〞；〔4,2,5〕中k=22、31，可判断为“7〞；〔4,2,7〕中k=24、34，可判断为“0〞。故拨号结果是“13657607〞，与输入一致。图2八位拨号程序的实验结果图2八位拨号程序的实验结果三、实验总结1、简述DTMF信号的参数确实定原那么：DFT的分辨率与观察时间Tp有关，观察要检测的8个频率，相邻间隔最小的是第一和第二个频率，间隔是73Hz，要求DFT最少能够分辨相隔73Hz的两个频率，即要求，那么Tpmin=1/Fpmin=1/73=13.7ms.采样频率Fs=8kHz，那么最少采样点数Nmin=Tpmin•Fs=110。DFT的频率采样点频率为〔k=0,1,2,---,N-1〕，相应的模拟域采样点频率为〔k=0,1,2,---,N-1〕。2、实验总结：本次实验我了解了DTMF的工作原理及工作方法，通过实验也学会了怎样实现不同位数的拨号程序。本次实验是这个学期的数字信号处理实验的最后一次了，六次实验里我们学到了怎样利用matlab进行程序的仿真，也学会利用matlab计算复杂的傅里叶变换、滤波器设