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(多图) 双音多频DTMF技术在DSP系统的实现

来源:电子产品世界?? 2005年11月06日 ?? 收藏0

 

其中a1=-2cosω0,a2=1,ω0=2πf0 /fs,fs为采样频率,f0为输出正弦波的频率,A为输出正弦波的幅度。该式初值为y(-1)=0,y(-2)=-Asinω0。  

?????? CCITT对DTMF信号规定的指标是,传送/接收率为每秒10个数字,即每个数字100ms。代表数字的音频信号必须持续至少45ms,但不超过55ms。100ms内其他时间为静音,以便区别连续的两个按键信号。

编程的流程

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?????????????????????????????????????????????? ? 图?? 3

?????? 编程的流程如图3所示,由CCITT的规定,数字之间必须有适当长度的静音,因此编码器有两个任务,其一是音频信号任务,产生双音样本,其二是静音任务,产生静音样本。每个任务结束后,启动下一个任务前(音频信号任务或静音任务),都必须复位决定其持续时间的定时器变量。在静音任务结束后,DSP从数字缓存中调出下一个数字,判决该数字信号所对应的行频和列频信号,并根据不同频率确定其初始化参数a1=-2cosω0与y(-2)=-Asinω0。  

?????? 该流程图可采用C语言实现,双音信号的产生则由54x汇编代码实现。整个程序作为C54x的多通道缓冲串口(McBsp)的发射串口中断服务子程序,由外部送入的8000Hz串口时钟触发中断,可实时处理并通过D/A转换器输出DTMF信令信号。 

?????? 2 DTMF信号的检测 

?????? 在输入信号中检测DTMF信号,并将其转换为实际的数字,这一解码过程本质是连续的过程,需要在输入的数据信号流中连续地搜索DTMF信号频谱的存在。整个检测过程分两步:首先采用Goertzel算法在输入信号中提取频谱信息;接着作检测结果的有效性检查。  

?????? 2.1 Goertzel算法  

?????? DTMF解码即是在输入信号中搜索出有效的行频和列频。计算数字信号的频谱可以采用DFT及其快速算法FFT,而在实现DTMF解码时,采用Goertzel算法要比FFT更快。通过FFT可以计算得到信号所有谱线,了解信号整个频域信息,而对于DTMF信号只用关心其8个行频/列频及其二次谐波信息即可(二次谐波的信息用于将DTMF信号与声音信号区别开)。此时Goertzel算法能更加快速的在输入信号中提取频谱信息。

算法原理框图

??????????????????????????????????????????????????????????????????? 图?? 4


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双音? 多频? DTMF? DSP?

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