dtmf是什么意思_dtmf信號(hào)

DTMF( Double Tone Multi一Frequency)即雙音多頻，是用兩個(gè)特定的單音頻組合信號(hào)來(lái)代表數(shù)字信號(hào)以實(shí)現(xiàn)其功能的一種編碼術(shù)。兩個(gè)單音頻的頻率不同，代表的數(shù)字或?qū)崿F(xiàn)的功能也不同。這種電話機(jī)中通常有16個(gè)按鍵，其中有10個(gè)數(shù)字鍵0~9和6個(gè)功能鍵＊、#、A、B、C、D。由于按照組合原理，一般應(yīng)有8種不同的單音頻信號(hào)。因此可采用的頻率也有8種，故稱之為多頻，又因它采用從8種頻率中任意抽出2種進(jìn)行組合來(lái)進(jìn)行編碼，所以又稱之為“8中取2”的編碼技術(shù)。

DTMF的應(yīng)用
DTMF用于按鍵電話通信，近年來(lái)，DTMF信號(hào)還被廣泛應(yīng)用于需要交互控制的各種系統(tǒng)中，如語(yǔ)言菜單、電子郵件系統(tǒng)、電話銀行和ATM機(jī)終端以及VOIP系統(tǒng)等。
DTMF使按鍵式電話機(jī)比轉(zhuǎn)輪式電話機(jī)擁有更快的撥號(hào)速度，更高的使用效率，且易實(shí)現(xiàn)程控多功能化。

DTMF的特點(diǎn)
1、傳輸速率高；
2、抗干擾性強(qiáng)；對(duì)于電話而言，干擾噪聲源一般是人的聲音，比如一個(gè)人拿起話筒說(shuō)話。經(jīng)過(guò)研究人的話音信號(hào)在0-4000Hz內(nèi)，人可以發(fā)出DTMF中的某一種頻率的話音，但是卻很難同時(shí)發(fā)出高頻成分組和低頻成分組中的一對(duì)頻率。
例如（1209Hz，770Hz）對(duì)應(yīng)按鍵4。同時(shí)這些頻率的選擇也是經(jīng)過(guò)了對(duì)人體聲學(xué)的研究后得到的是人的聲帶使用最少的頻率組合，因此DTMF可以避免人的話音干擾。
不僅如此，為了防止市話交換機(jī)接收器的誤動(dòng)作，產(chǎn)生的雙音頻信號(hào)還必須滿足以下要求：
（1）高、低頻各1個(gè)且必須同時(shí)出現(xiàn)，才能被接收器檢出為呼叫信號(hào)。
（2）高低頻率的誤差要小。我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)為+/-1.8%，國(guó)外有的規(guī)定為+/-1.5%，精度要求更高。
（3）高、低頻電平的差<=6.5dB。
（4）高、低頻兩個(gè)頻率組成的選號(hào)信號(hào)，持續(xù)時(shí)間必須在40ms以上。
（5）由諧波互調(diào)引起的失真電平比基波電平至少要低20dB
綜上所述，正是因?yàn)椋模裕停菩盘?hào)本身具有獨(dú)特的雙音頻組合形式，再加上對(duì)DTMF信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)格的審查要求，還有后面要講到的精確的。DTMF解碼過(guò)程，所以使得DTMF信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力，不會(huì)造成誤撥。

DTMF信號(hào)的檢測(cè)原理
DTMF信號(hào)在語(yǔ)音頻率范圍內(nèi),應(yīng)用于語(yǔ)音信號(hào)因此，DTMF信號(hào)的干擾主要是信道中語(yǔ)音信號(hào)干擾和信道噪聲干擾等。這幾類干擾中，由于語(yǔ)音信號(hào)頻率主要分布在300~3400Hz范圍內(nèi)，完全有可能包含足夠檢測(cè)能量的DTMF信號(hào)，有可能把語(yǔ)音信號(hào)解碼成DTMF信號(hào)，造成系統(tǒng)的誤接收，這種現(xiàn)象稱為語(yǔ)音撥號(hào),DTMF信號(hào)檢測(cè)器應(yīng)能防止語(yǔ)音撥號(hào)現(xiàn)象。

對(duì)DTMF信號(hào)檢測(cè)最重要的是要完成接收信號(hào)的頻域轉(zhuǎn)換。根據(jù)頻域轉(zhuǎn)換的數(shù)值，完成對(duì)DTMF信號(hào)的門限檢測(cè)，從而輸出解碼信號(hào)。硬件系統(tǒng)解碼實(shí)現(xiàn)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求高，因此，算法的
實(shí)時(shí)性是硬件解碼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
DTMF信號(hào)的最小周期是40ms，如果采樣頻率為8KHz，每周期至少采樣0.04*8000=320點(diǎn)，實(shí)際用于計(jì)算DFT的樣點(diǎn)數(shù)要少于320，這樣可以減小計(jì)算信號(hào)DFT時(shí)的計(jì)算量。DFT的長(zhǎng)度N決定了在DFT樣本位置和計(jì)算該樣本所用時(shí)間之間的頻率間隔。大的N使得這個(gè)間隔更小，因此也提高了頻域分辨率，但要增加計(jì)算的時(shí)間。對(duì)于DFT指標(biāo)k的頻率fk（Hz）由下式給出：

如果輸入信號(hào)中含有頻率為fi的正弦分量（fi不同于預(yù)先給定的頻率值），則由于泄漏現(xiàn)象使其DFT不僅在臨近Nfi/fs的k值上有較大的樣本，而且在其他k值上也存在非零值，為了減少泄漏現(xiàn)象影響，就要選擇適當(dāng)?shù)腘以使音調(diào)頻率盡可能接近DFT的指標(biāo)，這樣就在該指標(biāo)處就產(chǎn)生了相對(duì)于其他值要大的多的DFT樣本。對(duì)8kHz采樣頻率，人們發(fā)現(xiàn)檢測(cè)8個(gè)基本DTMF音調(diào)的DFT長(zhǎng)度N的最佳值為205，檢測(cè)8個(gè)二次諧波的N的最佳值為201。下表給出了N=205時(shí)最接近音調(diào)頻率及二次諧頻的DFT指標(biāo)k。
綜上所述，對(duì)DTMF信號(hào)的檢測(cè)與解碼是可以實(shí)現(xiàn)的。以上Matlab仿真的情況在很大程度上是理想化的，在實(shí)際應(yīng)用中還要涉及很多操作，如檢測(cè)二次諧波分量以防止語(yǔ)音撥號(hào)情況的發(fā)生等。
DTMF信號(hào)其產(chǎn)生與檢測(cè)都離不開信號(hào)處理的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)此次teamwork的學(xué)習(xí)，看到了數(shù)字信號(hào)處理在生活中的廣泛應(yīng)用，認(rèn)識(shí)到其重要性及巨大潛力。