Engee 文档
Notebook

音调发生器

DTMF是双音多频模拟信号，换句话说，每个符号对应一组两个频率。

音的适用范围：设备间自动电话报警。 特别是，这种音调用于控制模拟设备之间的连接。

DTMF实现

连接库。

In [ ]: 
Pkg.add(["WAV", "DSP"])

   Resolving package versions...
  No Changes to `~/.project/Project.toml`
  No Changes to `~/.project/Manifest.toml`
In [ ]: 
using Plots
using FFTW
using DSP
using WAV

声明系统参数

In [ ]: 
# symbols = ["1", "5", "0", "8", "6", "4", "7", "7", "0", "0", "0"]; # Набор символов
symbols = ["5", "0", "8"]; # Набор символов
lfg = [697 770 852 941]; # Группа нижних частот
hfg = [1209 1336 1477];  # Группа верхних частот
f = [reshape(ones(3, 1) * lfg, 1, 12); repeat(hfg, 1, 4)];
Fs = 8000;       # Частота дискретизации 8 кГц
N = 800;        # Длительность тональности 100 мс
t = [0:N-1;] ./ Fs; # 800 дискретов на Fs
pit = t * 2 * pi;
tones = zeros(N, length(symbols));

填写钥匙

In [ ]: 
for i = 1:length(symbols)
    if symbols[i] == "1"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 1] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "2"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 2] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "3"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 3] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "4"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 4] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "5"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 5] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "6"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 6] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "7"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 7] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "8"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 8] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "9"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 9] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "*"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 10] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "0"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 11] * pit'), dims=1)'
    elseif symbols[i] == "#"
        tones[:, i] = sum(sin.(f[:, 12] * pit'), dims=1)'
    end
end

设置键之间的暂停。

In [ ]: 
    N8::Int64 = N / 8
    tones = [tones; 0.05 * randn(N8, length(symbols))];
    tones = [0.05 * randn(N8, 1); tones[:]];

结果分析

让我们绘制信号。

In [ ]: 
N = length(tones);
t = [0:N-1;] / Fs;
plot(1e3 * t, tones, xlabel="Время, мс", ylabel="Амплитуда", title="DTMF сигнал")
Out[0]:

绘制光谱。

我们将使用快速傅立叶变换构建频谱。

In [ ]: 
Spec = 10 * log10.(abs.(fftshift(fft(tones)) ./ 1000) .^ 2);
freqs = fftshift(fftfreq(length(t), Fs))
plot(freqs, Spec, xlim=(650, 1500), xticks=650:100:1500, xlabel="Частота, Гц", ylabel="Мощьность, дБ", title="Спектр DTMF сигнала")
Out[0]:

根据所提供的图表，很难清楚地了解原始的一组字符是什么。 为了更方便的表示，我们将构建原始信号的频谱图。

In [ ]: 
spgr = DSP.spectrogram(tones[:,1], 255, 128; fs = Fs); # Создание спектрограммы исходного DTMF сигнала
Plots.heatmap(spgr.time.*1000, spgr.freq, pow2db.(spgr.power), xguide = "Время, мс", yguide = "Частота, Гц",ylim =(500, 1500), yticks=650:100:1500)
Out[0]:

从频谱图中可以看出，符号集是：5,0,8。

结论

在本例的开发中，您可以看到在Engee中实现音调发生器的可能性，以及可视化调制信号以方便地分析这些信号的可能性。