为什么按键式电话使用双音信令?


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这是来自维基百科的相关信息:

对于按键式服务,该信号是双音多频信令音,由两个同时的纯音正弦频率组成。

在此处输入图片说明

上图显示,如果按下数字1,他会通过电线将697Hz和1209Hz的混合信号发送到电话站/中心。

我的问题是:

  1. 混合两个信号而不是一个纯音的实际原因或优势是什么?

  2. 是否有理由使用诸如1209Hz之类的不属于任何音乐音调的频率(现代西方十二音律均等)?


评论不作进一步讨论;此对话已转移至聊天
戴夫·特威德

您忽略了最重要的信号音,这是所有黑客都熟悉的:2600 Hz。
richard1941

Answers:


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这两个原因很简单:

  • 与16个频率相比,简单的模拟电子设备更容易区分8个频率-带通滤波器组甚至振动的簧片。

  • 均匀回火的标度太接近自然标度,自然标度在频率之间具有简单的分数关系。

考虑电话线可能会高度失真:二次谐波比基音高一个八度,而音符的三次谐波是八度加五分。如果在拨号音之间使用更多的音乐间隔,谐波失真可能会导致拨号错误。

频率被选择(引文需要,毫无疑问- 这里例如)以减少或消除谐波或互调失真的色调被误检测为错误的号码之间的可能性。

选择精确音调计划定义的音调频率,以使谐波和互调产物不会引起不可靠的信号。没有一个频率是另一个的倍数,任何两个频率之间的差不等于任何一个频率,并且任何两个频率的总和不等于任何一个频率。最初设计的频率比率为21/19,略小于整个音调。频率与标称频率的变化不得超过±1.5%,否则交换中心将忽略该信号。


1
我真的没有得到您对第一个问题的回答。8个频率?辨析?
user16307

16
系统每行有一个音调,每列有一个音调。4行+ 4列= 8色调。正如Brian所说,这比每个按钮具有一个音调(16个音调)更为有效,并且接收器仅在同时接收到行和列音调时才会给出输出,从而减少了将语音,噪声或音乐解释为信号音调的可能性。 。音调必须在电话带宽内(300 Hz-3 kHz)。使八个滤波器进入该频段比16频段容易
晶体管

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@ user16307,区分=区分
TonyM '18年

DTMF与〜1950年采用的ITU R2信令(通常称为MFC)相似。R2稍微复杂一些,具有用于反向信令的一组不同的频率。北美有一个相关的R1标准。这些被用于带内信令,以支持国际自动电话,以替代慢速带外(脉冲和线路)信令。现在由数字公共信道信令代替。
Milliways

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如果您使用单音而不是双音,则需要其中的16音,而不是像DTMF系统中的8音。

考虑到它们之间必须保持足够的间距以进行可靠的检测,并且只能使用300到2700 Hz的频率范围,因此您可能会发现很难使用1950年之间的可用技术可靠地解码许多不同的音调和1963年(当按键式拨号可用时)。

两个音调也有助于减少错误检测。如果您只拾取一种音调,则将其忽略。如果您一次拾取两个有效音,则很有可能是故意拨号命令。

至于为什么他们不使用音符,我想是因为他们更关心的是获得在一定范围和间隔内的音调,以便于检测和易于产生。另外,您不希望一种音调的谐波与一种较高音调的谐波相同。如果您使用音符,情况就是这样。查看所使用的频率。较高的音调都不是较低的音调的倍数。


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他们也不希望人们用钢琴拨打电话。
哈珀-恢复莫妮卡

4
@Harper,他们不希望人们拨打自己的手机与一个哨子,要么... 哎呀
马克

关于为何避免音符的进一步说明:任何不是完美正弦波的音调都会产生谐波,因此必须避免与您检测到的其他任何音调相匹配的谐波。即使使用完美的正弦波,电话线上的任何失真也会引入谐波。相比之下,我们专门设计了12个半音的音阶,以便尽可能多的音符与其他音符的​​和声紧密匹配,从而听起来具有音乐性。因此,DTMF音调必须以一个非常不同的目标进行设计。
thomasrutter

7

这是因为由于当时的技术限制,电话系统被设计为带内信令。

信令在现有的电话基础结构上工作,该基础结构以前是手动操作的,也就是打招呼,将我连接到4562

所需的双音允许将音与正常语音区分开来,后者可能具有相同的频率,但不会同时具有两种频率。

分散使用的频率使信号系统即使在线路上存在噪声时也能轻松区分它们。我怀疑这与音乐音调有关。


5
这与发出音乐声调有关。
晶体管

8
DTMF的开发是为了代替脉冲拨号,而不是用于操作员辅助拨号。
duskwuff '18年

2

所需的频率更少=>数字生成更简单,模拟基准定时振荡器可以足够精确,因为允许的误差更大,所需的检波器更少:8 vs. 16。

同时选择2个频率(精心选择,以防止产生失真,产生错误的混音产物)=>不太可能在普通声音中意外产生。

我听到的一个传说:单音编码一直被用作内部电话系统的信号发送方法,直到一个有能力的大脑,犯罪头脑和完美的耳朵的男孩学会了如何吹响跨大陆的免费电话以及如何降低中央电话。


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那是著名的“船长紧缩”黑客,这不是神话。之所以称其为“船长紧缩”,是因为有一个名字叫早餐麦片的品牌。在1970年代,他们在盒子里散发着一个口哨声,恰好击中了内部单一音调之一,这可以让您免费获得服务,就像具有完美音调的人一样。
JRE

2
@JRE,免得我们忘记,神奇的音调是2600 Hz。
Casey

我的哥哥告诉我有关“蓝框”的信息,它可以让您免费回拨70年代的长途电话。


@BobJarvis:是的,他是从Capnch Crunch黑客那里获得绰号的。
JRE
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