数事本与率用
应用研究
基于FPGA的DTMF信号检测器硬件设计与实现
李坡刘战
(五邑大学信息工程学院广东江门529020)
摘要：论文在研究Goertzel算法的基础上采用了基于硬件的实境方法究成了DTMF信号检测。基于VerilogHDL语言实现了DTMF信号检测的RTL 设计,并究成了功能验证,然后基于Altera的DE2-70开发板,究成了FPGA硬件设计,并在开发板上实境了DTMF信号的检测。
关键词:Goertzel算法硬件实境FPGA
中图分类号：TN911.7
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2015)03-0045-02
Abstract:This paper presents the hardware implementation of DTMF detect. Based on the Goertzel algorithm, the RTL design in Verilog HDL and verification was accomplished, then FPGA was implemented based on the demo board of DE270 firom ALTERA.
Key Words:Goertzel glgorithm ,Hardware Architechure, FPGA
1引言
DTMF(DualToneMultiFrequency，双音多频)是用两个特定的单音频组合信号来代表数字信号以实现数据传输的一种编码技术。它是用两个不同的单音频来代表不同的数字或信息。DTMF 广泛应用于电话通信系统中，用作电话的音频拨号。电话机中通常有16个按键，其中10个数字键0～9和6个功能键*，#、A,B,C、D。每个按键都用两个不同的单音额传输，一个高额和一个低额。根据 CCITT的建议，国际上采用的四个高频是1209Hz，1336Hz，1477H2 和1633Hz；四个低频是697Hz，770Hz，852Hz和941Hz。每一个按键均由高低频中的各一个频率构成，例如1用1209Hz和697Hz两个频率
双频拨号的频率分配表1
列频/Hz
697 770 852 941
天,(n)(N)-
行频/Hz
1209 + 7
, (n)
1336 2 5 8 0
147 6 9#
(),() =V,(2) -0
1633 A B C
图1Goertzel算法原理框图(直接II型网络结构)
构成。这样，8个频率可以形成16种不同的双音多频。具体组合见表1。 2Goertzel算法分析
2.1Goertzel算法的背景
离散傅里叶变换(DFT)的定义：
X(k)= >x(m)e
离散信号的卷积定义：()=*
(-n）
Zr(m)e
100 >e 50
100
(>)xl
50 e
100 50h-0
100 60
表2k取整数时的频率误差
8个基频Hz
697 770 852 941 1209 1336 1477 1633
最近的整款<值
17.861 19.531 21.833 24.113 30.981 34.235 37.848 41.846
收移日期：2015-03-12
DF 的k值
18 20 22 24 31 34 38 42
绝对误差 0.139 0.269 0.167 0.113 0.019 0.235 0.152 0.154
次谐波Hz
1394 1540 1704 1882 2418 2672 2954 3266
20 20
20
8 8
k 30
40 40
50 50 50
50
[>d >x]
100
20
100 50
20
50 路
20
100
30
图2算法的Matlab仿真结果
对应的k值
35.024 38.692 42.813 47.285 60.752 67.134 74.219 82.058
最近的整教k值
35 39 43 47 61 67 74 82
30 30
40
绝对误差 0.024 0.308 0.187 0.285 0.248 0.134 0.219 0.058
5
(1)(2)
作者简介：李坡(1985一),男,湖南邵阳人,硕士研究生,主要研究方向基于FPGA的数宇信号处理；刘战(1975一),男，广东江门人,博士,制教
投，主要研究领城集成电路设计