DSP实验指导书 - 图文(4)

数字信号处理EXPIV教学实验系统

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五． 子程序流程图：

初始化输入数组排序计算第一层中间值计算层数计算对应层步长计算计算各层中间结果计算层数=0？Y计算结果输出

N

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实验十 DTMF（双音多频）信号的产生和检测

一、实验目的

1. 了解DTMF信号的基本原理和用途； 2. 学习DTMF信号产生和检测算法。 二、实验设备

计算机，CCS 2.0 版软件，DSP仿真器，实验箱。

三、实验原理 1．概述

DTMF(Dual-Tone Multifrequency)通信技术中的一种信号传输方法，这里的tone代表一个固定频率的声音片断，而dual-tone则是由两个不同的tone产生的复频信号。数字式电话的12个键分别 代表了12种不同的复频组合，借助于对频率组合的侦测，计算机可分辨出所按的是哪一个键，从而达到与电话另一端的使用者互动控制的目的。通过这种技术可以使计算机将控制命令从复杂的声音讯号中判别出来，从而使我们能够通过电话按键控制计算机的运作。DTMF信号发生器将按键或数字信号转化成双音信号，DTMF信号检测器检测双音信号中的信息。下图是一般双音多频电话的双音频率情况：

图1 双音频电话键盘

2．DTMF信号的产生 正弦信号算法和频率控制

设有一系统：其传输函数H(z)没有零点，只有一对处在单位圆上的共扼极点，则单位冲击响应为恒幅度振荡，即产生了正弦信号。

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H(z)?b01?a1z?1?a2z?2

式中：b0?Asin?0，a1??2cos?0，a2?1；

经离散变换后得：

y(n)?2cos?0?y(n?1)?y(n?2)

式中：y(?1)?0，y(?2)??Asin?0，?0?2?f0fs； A为正弦波幅值，fs为采样频率，f0为正弦波频率。

图2 正弦波振荡器原理图

对于DTMF所要产生的频率和采样频率为： ROW频率： 697、770、852、941Hz COLUMN频率： 1209、1336、1477、1633Hz 采样频率：fs = 8kHz DTMF信号时序控制 根据AT&T技术规范：

（1）数字号码最大传输速度为每秒10个，即一个号码占100ms时间片。 （2）在100ms时间片内双音多频信号持续不少于45ms且不多于55ms的时间。 （3）一个数字按键有两个作业：Tone Task和Quiet Task。 工作流程

键中断将启动一个作业（Start Task）

执行Quiet Task：

o 插入双音信号间的间隔 o 置Tone Task的计数大小 o Unpack New Digit

执行Tone Task：

o 按规定时间片输出双音信号

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o 置Quiet Task的计数大

3．DTMF信号的检测

双音频率信息获取算法：Goertzel算法

Goertzel算法用来从输入信号中提取出所需要信号，运算速度比DFT算法快。 对N点采样计算表达式为：

式中：

DTMF信号的判别方法：

? ? ? ?

信号强度大于THR-SIG

双音信号（行、列）功率差：THR-TWIREV～THR-TWISTD 比邻近双音信号强度大THR-ROWREL，THR-COLREL 二次谐波强度小于THR-ROW2nd，THR-COL2nd

运算量与存储需求

表1 产生DTM信号所需的运算速度和内存

表2 检测DTM信号所需的运算速度和内存

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四、实验步骤

1．熟悉DTMF的基本原理和规范； 2．阅读实验提供的程序；

3．运行样例程序，观察DTMF信号的产生和检测过程； 4．写实验报告。

5．样例程序实验操作说明 A．实验前准备

1）开关K9拨到左边，即仿真器选择连接左边的CPU：CPU1；

2）正确完成计算机、DSP仿真器和实验箱的连接后，系统上电； B．实验

启动CCS 2.0，用Project/Open打开“Exp10_cpu1”目录下的“DTMF.pjt”工程文件；双击工程文件及“Source”可查看各源程序；并加载“DTMF.out”；在程序最后“i = 0”处，设置断点；单击“Run”运行程序，至断点处停止；

分别用View / Graph / Time/Frequency打开三个图形观察窗口，以观察产生的行频、列频、双音频信号以及X(k)信号；设置第一个图形观察窗口，观察起始地址分别为xr和xc ，长度为102、32位浮点型的两组数据，分别为行频和列频的产生信号； …… 此处隐藏：141字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……