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DTMF ジェネレーターと受信器

この例では、デュアルトーン多重周波数 (DTMF) ジェネレーターと受信器をモデル化する方法を示します。モデルには、バンドパス フィルター バンク受信器、生成されたトーンのスペクトルとスペクトログラム プロットを示す Spectrum Analyzer ブロック、デコードされた数字を保存するシフト レジスタ、すべてのプラットフォームのためのリアルタイム サウンドカード オーディオが含まれています。

DTMF ジェネレーター

DTMF 信号は 2 つのトーンを使用して、タッチ パッドの各キーを表します。12 個の異なるトーンが用意されています。キーを押すと、列のトーンと行のトーンが生成されます。たとえば、"5" のボタンを押すと、770Hz と 1336Hz のトーンが生成されます。この例では、"*" キーを表現するには 10 という数字を、"#" キーを表現するには 11 という数字を使用します。

周波数は、高調波が発生しないように選択されています。1 つの周波数が別の周波数の倍に等しくなったり、2 つの周波数の差および合計が他の周波数に等しくなったりすることはありません。

トーンの周波数を以下に示します。

        1209 Hz    1336 Hz    1477 Hz
697 Hz    1          2          3
770 Hz    4          5          6
852 Hz    7          8          9
941 Hz    *          0          #

DTMF 受信器

受信器側で、トーン周波数が検出され、番号が復号化されます。周波数の検出には DFT アルゴリズムも使用できますが、周波数成分が 7 つ (低周波数が 4 つと高周波数が 3 つ) しかないため、Goertzel アルゴリズムの方が効率的です。この方法では、受信した信号を 7 つのバンドパス フィルターを通じて渡すことで周波数成分を検出します。フィルターの帯域幅は、DTMF Receiver ブロック マスクの帯域幅パラメーターを調整することで、中心周波数の割合として調整可能です。

例の実行

シミュレーションを実行する場合は、受信したトーンのスペクトログラムが作成されます。オーディオ ハードウェア用に設計されたモデルのバージョンを使用する場合は、受信したトーンがシステム サウンドカードを通して再生されます。検出されたダイアル番号は、数値表示スコープに表示されます。調整されるパラメーターは次のとおりです。

  • 各トーンの周波数バイアス (DTMF ジェネレーター マスク ダイアログから選択)

  • チャネルのノイズ パワーと信号ゲイン (チャネル マスク ダイアログから選択)

  • 受信器のバンドパス フィルター周波数帯域幅 (DTMF 受信器マスク ダイアログから選択)

モデル例