【正文】 控制、圖象處理等領(lǐng)域DSP(Digital Signal Processor 數(shù)字信號處理器 )也得到了越來越廣泛的應用。我們每天遇到的信號，大部分都是模擬信號。電信號是指隨著時間而變化的電壓或電流，因此在數(shù)學描述上可將它表示為時間的函數(shù)，并可畫出其波形。由于標志器記取的是標識信號，所以可以不采用不穩(wěn)定的脈沖計數(shù)方式，逐步發(fā)展到數(shù)字號碼標識，所以快速、穩(wěn)定靈活的DTMF音頻撥號方式取代了脈沖計數(shù)方式。從而自動完成用戶間的接續(xù)。一方面這種信號具有非常高的撥號速度，另一方面它便于自動檢測識別及電話業(yè)務的拓展，所以很快代替了原有的脈沖計數(shù)方式的撥號形式。 DTMF信號系統(tǒng)是一個典型的小型信號處理系統(tǒng)，它要用數(shù)字方法產(chǎn)生模擬信號并進行傳輸，其中還用到了D/A變換器；在接收端用A/D變換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并進行數(shù)字信號處理。T貝爾公司實驗室研制，并用于電話網(wǎng)絡(luò)中。燕山大學課程設(shè)計說明書燕山大學課 程 設(shè) 計 說 明 書題目：DTMF電話中的撥號信號發(fā)生與檢測系統(tǒng)仿真設(shè)計學院（系）： 電氣工程學院 年級專業(yè)： 09級儀表（2）班 學 號： 090103020074 學生姓名： 吳季哲 指導教師： 謝平 吳曉光 教師職稱： 教授 講師 32 第 頁 共32頁燕山大學課程設(shè)計（論文）任務書院（系）：電氣工程學院 基層教學單位：自動化儀表系學 號090103020074學生姓名吳季哲專業(yè)（班級）09級儀表2班設(shè)計題目DTMF電話中的撥號信號發(fā)生與檢測系統(tǒng)仿真設(shè)計設(shè)計技術(shù)參數(shù)采樣頻率是8000Hz；每125ms輸出一個樣本；所用頻率：697Hz、770Hz、852Hz、942Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz、633Hz設(shè)計要求設(shè)計一個電話撥號模擬系統(tǒng)設(shè)計一個檢測系統(tǒng)繪制接收到信號的頻譜圖撰寫設(shè)計報告工作計劃周一，設(shè)計一個電話撥號模擬系統(tǒng)；周二，設(shè)計一個檢測系統(tǒng)；周三、四，繪制接收到信號的頻譜圖；周五，撰寫設(shè)計報告。這種信號制式具有很高的撥號速度，且容易自動檢測識別，很快就代替了原有的用脈沖計數(shù)方式的撥號制式。本文主要介紹用MATLAB在計算機上對雙音多頻的信令產(chǎn)生及檢測接收系統(tǒng)進行了仿真測試。自1876年美國貝爾發(fā)明電話以來，電話交換技術(shù)發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段：人工交換、機電交換、電子交換。這種交換機雖然實現(xiàn)了自動接續(xù)，但存在著速度慢、效率低、雜音大與機械磨損嚴重等缺點。本文主要闡述GOERTZEL算法在雙音撥號系統(tǒng)中的應用，并利用Matlab的強大功能，用軟件實現(xiàn)DTMF（雙音多頻）信號的檢測。信息可以通過電信號進行傳送、交換、存儲、提取等。離散時間信號只被定義在一種特定的時間瞬間集合上，表現(xiàn)為具有連續(xù)數(shù)值范圍的數(shù)值序列。數(shù)字通信抗干擾能力強、無噪聲積累，由于數(shù)字信號的幅值為有限個離散值(通常取兩個幅值)，在傳輸過程中雖然也受到噪聲的干擾，但當信噪比惡化到一定程度時，即在適當?shù)木嚯x采用判決再生的方法，再生成沒有噪聲干擾的和原發(fā)送端一樣的數(shù)字信號，所以可實現(xiàn)長距離高質(zhì)量的傳輸。設(shè)備中大部分電路是數(shù)字電路，可用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路實現(xiàn)，因此體積小、功耗低。隨著寬頻帶信道(光纜、數(shù)字微波)的大量利用以及數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電話的帶寬問題已不是主要問題了。存在著兩種數(shù)字濾波器的的基本類型：無限長單位沖擊響應（IIR）濾波器和有限長單位沖擊響應（FIR）濾波器。之所以要在頻域內(nèi)對信號進行描述，因為在實現(xiàn)信號處理時，通常都利用以頻率響應形式描述的系統(tǒng)。具有周期T0(秒)周期信號x(t)，其基本的數(shù)學表達式為具有系列定義的傅立葉級數(shù)： ()式中Ck為傅立葉級系數(shù)，第k個傅立葉系數(shù)Ck可以表示為 ()用周期信號的傅立葉級數(shù)通過極限的方法導出的非周期信號的頻譜表示式，稱為傅立葉變換：傅立葉逆變換： ()傅立葉正變換： = () Z變換及系統(tǒng)函數(shù)對于離散時間系統(tǒng)來說，與拉普拉斯對應的變換是是Z變換，Z變換提供了離散時間信號和系統(tǒng)的頻域描述，并為數(shù)字濾波器的設(shè)計和實現(xiàn)，提供了有力的工具。 離散系統(tǒng)傅立葉變換（DFT）離散傅立葉變換是針對有限長序列或周期序列從存在的，相當把序列的連續(xù)傅立葉變換加以抽樣，頻率的離散化造成時間函數(shù)也呈周期，故級數(shù)應限制在一個周期內(nèi)。每一位號碼由兩個不同的單音頻組成，所有的頻率可分成高頻帶和低頻帶兩組。 雙音多頻（DTMF）信號的產(chǎn)生DTMF編碼器基于兩個二階數(shù)字正弦波振蕩器，一個用于產(chǎn)生行頻，一個用于產(chǎn)生列頻。表21 DTMF撥號頻率（第四列常被省略）頻低頻高1209Hz1336Hz1477Hz633Hz697Hz123A770Hz456B852Hz789C942Hz*0D形成上面序列的方法有兩種，即計算法和查表法。因為采樣頻率是8000Hz，因此要求每125ms輸出一個樣本，得到的序列再送到D/A變換器和平滑濾波器，輸出便是連續(xù)時間的DTMF信號。檢測方法有兩種，一種是用一組濾波器來提取所需頻率，判斷對應的數(shù)字或符號；另一種是用快速傅立葉變換（FFT）算法的DFT對雙音多頻信號進行頻譜分析，有信號的幅度譜，判斷信號的兩個頻率，最后確定對應的數(shù)字或符號。周期性離散時間信號x（n）的離散傅立葉變換－周期性離散頻率函數(shù)X（k）兩相鄰譜線分量之間的角頻率增量與周期之間的關(guān)系可表示為， 代表信號的基頻。以數(shù)字頻率表示時，則頻譜間距是 k＝0，1，……，N－1令并稱之為因子。因而每運算一個需要4N次復數(shù)乘法和2N＋2（N1）=2(2N1)次實數(shù)加法。(1)的共軛對稱性： (2)的周期性： (3) 的可約性：由此得出，這樣，（1）利用這些特性，使DFT運算中有些項可以合并；（2）利用的周期性和對稱性，可以將長序列的DFT分解為短序列的DFT。但它有一個缺點，需要全部抽樣數(shù)據(jù)到達時，才能進行計算；不太適合雙音多頻信號頻譜的計算，滿足不了雙音撥號系統(tǒng)實時性的要求。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設(shè)計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。數(shù)字信號處理（2）先進的資料視覺化功能 ― MATLAB的物件導向圖形架構(gòu)讓使用者可執(zhí)行視覺數(shù)據(jù)分，并制作高品質(zhì)的圖形，完成科學性或工程 性圖文并茂的文章?，F(xiàn)有工具箱有：符號運算（利用Maple V的計算核心執(zhí)行 ）、影像處理、統(tǒng)計分析、訊號處理、神經(jīng)網(wǎng)路、模擬分析、控制系統(tǒng)、即時控制、系統(tǒng)確認、強建控 制、弧線分析、最佳化、模糊邏輯、mu分析及合成、化學計量分析。而嵌入式GUI具有下面幾個方面的基本要求：輕型、占用資源少、高性能、高可靠性、便于移植、可配置等特點。（如下圖）6 學習心得本文采用快速傅里葉（FFT）算法，實現(xiàn)了對雙音多頻信號的檢測，在MATLAB環(huán)境下，對雙音多頻信號的解碼檢測過程進行了模擬仿真。而利用MATLAB語言，可以較好地、快速地進行算法的仿真。相信此次課程設(shè)計讓我所體會到的人生哲理，必將成為今后生活和學習中的巨大財富，使我終生受益。, mfilename, ... 39。, untitled_OpeningF, ... 39。, [] , ... 39。amp。endfunction untitled_OpeningF(hObject, eventdata, handles, varargin) = hObject。 f2=[1209,1336,1477,1633]。 axes()。)。 axes()。xlabel(39。|X(k)|39。string39。 errordlg(39。string39。else nu=strcat(get(,39。))。endfunction pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles) %按鍵對應功能f1=[697,770,852,941]。 sound(x,8000)。k39。) fftx=abs(fft(x))。plot(t,fftx) set(,39。) num=get(,39。if n=11。set(,39。)。string39。,