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信号处理与系统课程教学案例

信号处理与系统课程教学案例. FFT 的应用 —— 双音多频 （ DTMF ） 信号检测. 国防科技大学电子科学与工程学院. 双音多频（ DTMF ）信号检测. DTMF— Dual-tone multi-frequency touch-tone phone. 基本原理 参数选取 Goertzel 算法 仿真结果 参考文献. 1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz. 697Hz 770Hz 852Hz 941Hz. 基本原理.

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Presentation Transcript

  1. 信号处理与系统课程教学案例 FFT的应用—— 双音多频 （DTMF） 信号检测 国防科技大学电子科学与工程学院

  2. 双音多频（DTMF）信号检测 DTMF— Dual-tone multi-frequency touch-tone phone • 基本原理 • 参数选取 • Goertzel算法 • 仿真结果 • 参考文献

  3. 1209Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz 697Hz 770Hz 852Hz 941Hz 基本原理 DTMF是按键式电话信令中的一般名称，通过对DTMF信号的检测来判定用户所拨的电话号码。它不但用于电话中，也用于传输十进制数据的其他通信系统中，用户可以通过电话拨号发送双音多频信号来选择菜单语音进行操作 。

  4. 基本原理 一个DTMF信号包含两个单频信号，一个为低频分量，另一个为高频分量。中继站利用信号处理技术，在短促的拨号音中迅速地辨别出高低两个频率，从而确定它所代表的数字或符号。优点是不仅速度快，而且可以扩展电话的其他服务功能。

  5. 参数选取 利用DFT的方法求解信号的频谱，判断所含有的频率分量。 实际系统中为了抑制语音干扰，检测系统除了规定的8个频率外，还要检测它们各自的2次倍频处的DFT幅度。 希望在给定的参数下，选定的DFT点数N可以使得8个频率分量及其各自的2倍频对应的精确的k值都尽可能接近整数。按照这个标准，在200-300范围内，选择N=205是最好的。

  6. N=205时，DTMF音频的DFT序号 参数选取

  7. 参数选取 (a) f=697Hz (b) f=1209Hz DTMF信号中部分频率成分的205点DFT放大图

  8. Goertzel算法 在DTMF信号检测中，仅关心比较少（8个）的频率分量，而且我们求出的最佳的点数N=205也不是2的整数幂。因此，我们不采用FFT算法，而是采用戈泽尔（Goertzel）算法。该算法是利用旋转因子的周期性来降低计算量的，同时也是通过滤波的方式（用8个调谐滤波器）来实现对信号频谱的分析。

  9. 仿真结果 数字3的时域波形和DFT幅度图

  10. 仿真结果 数字1~9的频谱图

  11. 参考文献 参考

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