dtmf信号的产生及检测matlab

DSP课程设计

实 验 报 告

DTMF信号的产生及检测

院（系）： 电子信息工程学院-通信工程 设计人员：周钰哲 学号：08211052 苗祚雨 08212075

目 录

一、设计任务书……………………………………………………………2

二、设计内容………………………………………………………………2

三、设计方案、算法原理说明……………………………………………3

四、程序设计、调试与结果分析…………………………………………6

五、设计（安装）与调试的体会…………………………………………16

六、参考文献………………………………………………………………16

1

一 设计任务要求

双音多频DTMF（Dual Tone Multi Frequency）是在按键式电话机上得到广泛应用的音频拨号信令，一个DTMF信号由两个频率的音频信号叠加构成。这两个音频信号的频率分别来自两组预定义的频率组：行频组和列频组。每组分别包括4个频率，分别抽出一个频率进行组合就可以组成16种DTMF编码，分别记作0~9、*、#、A、B、C、D。如下图1所示。

DSP课程设计实验报告

DTMF信号的产生与检测

指导老师： 申艳老师 时 间： 2014年7月18日

DTMF信号的产生与检测

1 设计任务书

双音多频DTMF（Dual Tone Multi Frequency）信号是在按键式电话机上得到广泛应用的音频拨号信令，一个DTMF信号由两个频率的音频信号叠加构成。这两个音频信号的频率分别来自两组预定义的频率组：行频组和列频组。每组分别包括4个频率，据CCITT的建议，国际上采用的这些频率为697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz等8种。在每组频率中分别抽出一个频率进行组合就可以组成16种DTMF编码，从而代表16种不同的数字或功能键，分别记作0~9、*、#、A、B、C、D。如下图所示。

图1-1 双音多频信号编码示意图

要用DSP产生DTMF信号，只要产生两个正弦波叠加在一起即可；DTMF检测时采用改进的Goertzel算法，从频域搜索两个正弦波的存在。

1.1 实验目的

掌握DTMF信号的产生和检测的DSP设计可使学生更加透彻的理解和应用奈奎斯特采样定理，与实际应用相结合，提高学生系

闽江学院

课程设计报告书

设计题目： 系 别： 年级专业： 指导教师：

摘 要

所谓双音多频（DTMF），就是用两个频率——行频和列频来表示电话机键盘上的一个数字。DTMF 电话的指令正在迅速的取代脉冲指令。除了在电话呼叫信号中使用外，DTMF 还广泛的使用在交互式控制应用，例如电话银行、电子邮件甚至家电远程控制等，用户可以从电话机发送DTMF 信号来做菜单选择。本文基于MATLAB的双音多频拨号

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系统的仿真实现。主要涉及到电话拨号音合成的基本原理及识别的主要方法，利用MATLAB 软件以及 DFT 算法实现对电话通信系统中拨号音的合成与识别。并进一步利用 MATLAB 中的图形用户界面 GUI 制作简单直观的模拟界面。还能够利用矩阵不同的基频合成 0 － 9 不同按键的拨号音，并能够对不同的拨号音加以正确的识别，实现由拨号音解析出电话号码的过程，进一步利用 GUI 做出了简单的图形操作界面。本文具有界面清楚，画面简洁，易于理解，操作简单的优点，从而实现对电话拨号音系统的简单的信号仿真。

基于MATLAB的语音信号检测分析及处理

第一章 绪论

Matlab是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括Matlab和Simulink两大部分。

1.1 Matlab简介

MATLAB是英文MATrix LABoratory（矩阵实验室）的缩写。早期的MATLAB是用FORTRAN语言编写的，尽管功能十分简单，但作为免费软件，还是吸引了大批使用者。经过几年的校际流传，在John Little。Cleve Moler和Steve Banger合作，于1984年成立MathWorks公司，并正式推出MATLAB第一版版。从这时起，MATLAB的核心采用C语言编写，功能越来越强大，除原有的数值计算功能外，还新增了图形处理功能。

MathWorks公司于1992年推出了具有划时代意义的4.0版；1994年推出了4.2版扩充了4.0版的功能，尤其在图形界面设计方面提供了新方法；1997年春5.0版问世，5.0版支持

成绩 信息与通信工程学院实验报告

（软件仿真性实验）

课程名称：随机信号分析

实验题目：窄带随机信号的产生及分析 指导教师：陈友兴 班级：学号： 学生姓名：

一、 实验目的和任务

1．掌握窄带随机信号的产生方法以及窄带滤波器的设计 2．掌握窄带随机信号包络相位的提取

二、 实验内容及原理

（一）实验原理

在一般无线电接收机中，通常都有高频或中频放大器，它们的通频带往往远小于中心频率f0，既有

?f??1 f0这种线性系统通称为窄带线性系统。

在通信、雷达等许多电子系统中，都常常用一个宽带平稳随机过程来激励一个窄带滤波器，这是在滤波器输出端得到的便是一个窄带随机过程。若用示波器观测此波形，则可看到，它接近一个正弦波，但此正弦波的幅度和相位都在缓慢的随机变化。我们可以证明，任何一个是窄带随机过程X(t)都可以表示为：

X(t)?A(t)cos(?0t??(t))

式中，?0是固定值，对于窄带随机过程来说，?0一般取窄带滤波器的中心频率或载波频率。

在实际应用中，常常需要检测出包络A(t)和??t?的信息。若将窄带随机过程X(t)送入

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包络检波器，则在检波器的输出端可得到包络A(t)，若将窄带随机过程X(t)，送入一个相位检波器，便可

实验一 信号的MATLAB表示及信号运算 一．实验目的

1、掌握 MATLAB 的使用； 2、掌握 MATLAB 生成信号波形； 3、掌握 MATLAB 分析常用连续信号； 4、掌握信号运算的 MATLAB 实现。 二．实验内容及结果 (一)信号的MATLAB表示

1.用MATLAB实现函数f(t)?Sa(t),并绘制f(t)的波形。

2.用MATLAB绘制正弦函数f(t)?Ksin(wt?a)的波形。

3.用MATLAB绘制单边指数函数f(t)?Ke?at的图形。

4.用MATLAB绘制单位冲击信号的波形。

5.用MATLAB绘制单位阶跃信号的波形。

6.用MATLAB绘制周期方波信号的波形。

7.用MATLAB绘制矩形脉冲信号的波形。

8.用MATLAB绘制三角波脉冲信号的波形。

9.用MATLAB实现函数x(t)?e?0.1tsin(23t)，并绘制波形。

（二）信号运算的MATLAB实现

10.对1-8所示的三角波，利用MATLAB画出f(2t)和f(2?2t)的波形。

三．实验中的主要结论

MATLAB 可以方便的生成信号波形，分析常用连续信号，完成信号的运算。 用户可以自己编写程序实现所需函数，显示出波形，并且实现连续信号

信号检测与估值

题 目 学 院 专 业 学生姓名 学 号 导师姓名 仿真报告

信号检测与估值的MATLAB仿真

通信工程学院

通信与信息系统

作业1

试编写程序，画出相干移频键控、非相干移频键控（无衰落）和瑞利衰落信道下非相干移频键控的性能曲线。

（1） 根据理论分析公式画性能曲线； （2） 信噪比范围（0dB-10dB），间隔是1dB； （3） 信噪比计算SNR=10lg（Es/N0） 一、脚本文件 1、主程序

%******************************************************** %二元移频信号检测性能曲线(理论分析) %FSK_theo.m

%******************************************************** clear all; clc;

SNRindB=0:1:20;

Pe_CFSK=zeros(1,length(SNRindB)); Pe_NCFSK=zeros(1,length(SNRindB));

Pe_NCFSK_R

第九章 信号产生电路

一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。 （1）在图T1所示方框图中，若φF＝180°，则只有当φ电路才能产生正弦波振荡。（√ ）

A＝±180°时，

图T1

（2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。（× ） （3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。（ × ）

（4）非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。（× ）

（5）在图T8.1所示方框图中，产生正弦波振荡的相位条件是φF＝±φ（× A。

）

（6）因为RC串并联选频网络作为反馈网络时的φF＝0°，单管共集放大电路的φ

A＝0°，满足正弦波振荡的相位条件

φ

A＋φF＝2nπ

（n为整数），

故合理连接它们可以构成正弦波振荡电路。（√ ）

（7）在RC桥式正弦波振荡电路中，若RC串并联选频网络中的电阻均为R，电容均为C，则其振荡频率f0＝1/RC。（ √ ）

?F?＝ （8）电路只要满足A（ × ） 1，就一定会产生正弦波振荡。

（9）负反馈放大电路不可能产生自激振荡。（√ ）

（10）在LC正弦波振荡电路中，不用通用型集成运放作放大电路

第一章 设计内容及要求

基于MATLAB产生m序列

要求：

1．通过matlab编程产生m序列的产生原理及其产生方法。

2．对特定长度的m序列，分析其性质，及其用来构造其它序列的方法。

1

第二章 m序列设计方案的选择

2.1 方案一

MATLAB编程非常简单，无需进行变量声明，可以很方便的实现m序列。 2.2 方案二

图2.1 Simulink实现m序列

Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供了一个动态系统建模，仿真和综合分析的集成环境。在此环境中无需大量书写程序，而只需通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应性广，结构及流程清晰及仿真精细等优点，基于以上优点，Simulink已被广泛的运用到控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。

通过比较方案一和方案二，发现方案一的有点具有通用性而方案二利用MATLAB的Simulink直接搭建模块，在移位寄存器较少的情况下利用此方法比较简单，可是当移位寄存器的个数增多时，要搭建那么多的模块就显的很繁琐了，缺乏通用性，因此本次实验选择方案一。

2

第三章 m序列的产生及性质

3.1 m序列的产生原理、结构及产生

m序列是最长线性反馈移位寄存器序

数字信号处理实验,常用信号产生,MATLAB实现

实验1 常用信号产生

实验目的：

学习用MATLAB编程产生各种常见信号。

实验内容：

1、 矩阵操作：

输入矩阵：

x=[1 2 3 4;5 4 3 2;3 4 5 6;7 6 5 4]

引用 x的第二、三行；

引用 x的第三、四列；

求矩阵的转置；

求矩阵的逆；

2、 单位脉冲序列：

产生δ（n）函数；

产生δ（n-3）函数；

3、 产生阶跃序列：

产生U（n）序列；

产生U（n-n0）序列；

4、 产生指数序列： 3 x(n)=0.5 4

5、 产生正弦序列：

x=2sin(2π*n/12+π/6)

6、 产生取样函数：

7、 产生白噪声：

产生[0，1]上均匀分布的随机信号：

产生均值为0，方差为1的高斯随机信号：

8、 生成一个幅度按指数衰减的正弦信号： x(t)=Asin(w0t+phi).*exp(-a*t)

9、 产生三角波：

n

实验要求：

打印出程序、图形及运行结果，并分析实验结果。 常用信号产生

基本矩阵操作：

输入矩阵：

x=[1 2 3 4;5 4 3 2;3 4 5 6;7 6 5 4] 引用 x的第二、三行：

x([2 3],:)

引用 x的第三、四列：

数字信号处理实验,常用信号产