DTMF

Dual-tone multi-frequency

Mire használják?

Egy átalakított, eredetileg telefonhoz használt DTMF kiegészítő

• A telefontechnikában a pulse módot váltotta ki. A pulse mód esetén a tekerős kódtárcsa alaphelyzetbe egyenletes sebességgel tért vissza, közben annyiszor szakította meg a vonalat egy pillanatra, ahány lyukkal odébb lett forgatva a hívó tárcsa. Ezt a lassú, jellegzetes kattogó hangú hívószámtovábbítást váltotta le a nyomógombos telefonok megjelenésével sokkal gyorsabb „tárcsázást” lehetővé tevő DTMF.
• A rádióhírközlésben a DTMF-el tudtunk szelektív hívást kezdeményezni, illetve átjátszóknál azt megadni, mely másik átjátszóval lépjen összeköttetésbe.

A DTMF kód szelektív hívás funkcióját napjainkra a CTCSS alapú megoldás kezdi átvenni. Továbbá egy másik, DCS-nek nevezett eljárás, amely azonban közel sem örvend akkora népszerűségnek, mint a CTCSS.

Hogyan működik?

A DTMF a Dual-tone multi-frequency rövidítése. Amint neve is mutatja, 2 hang egyidejű jelenlétével operál, amely két hang a telefon billentyűzet sorát illetve oszlopát határozza meg, azaz a konkrét számjegyet az alábbiak szerint:

DTMF frekvencia

	1209 Hz	1336 Hz	1477 Hz	1633 Hz
697 Hz	1	2	3	A
770 Hz	4	5	6	B
852 Hz	7	8	9	C
941 Hz	*	0	#	D

Például ha egy 6-os számjegyet akartunk közölni a túloldallal, akkor egy 770 Hz és egy 1477 Hz-es hangot egyszerre néhány tized másodpercig kiadva majd elhallgattatva át is jutott a 2. sor 3. oszlopában található 6-os számjegy. A karakterek között néhány tized másodperces modulálatlan, csendes részt hagyunk.

DTMF jel előállítása

Alábbiakban többféle módszert ismertetünk.

• Analóg módszer: 2 db szinuszos RC oszcillátor, amelynél a 4-4 rákapcsolható ellenállás-értéket a sor illetve a másiknál az oszlop száma határozta meg.
• Digitális:
  • 4-4 szinusztáblából választva olvassuk fel a két értéket, és az öszegét a D/A átalakítóra juttatjuk
  • a DDS működéséhez hasonlóan 4-4 féle lépésközzel lépve előre a táblában az aktuális 2 db amplitudóérték összegét adjuk ki a D/A-ra.

A DTMF előállítására léteznek integrált áramkörök.

DTMF jel vétele

Alábbiakban többféle módszert ismertetünk.

• Analóg módszer:
  • 8 PLL hurkok, amelyik középállásban kerül behúzott állapotba, az a sor illetve oszlop jött. Tehát ehhez 8 db ablakkomparátor áramkör kell.
  • 2 PLL hurkok, amelyik valahol behúz és a 2 db 4 értéket felvevő DC szintből megvan a két érték (sor, oszlop). Így csak a 4 feszültségtartományt kell figyelni.

Mindkét módszernél van egy igen lényeges feladat: a 941 Hz alatti és az 1241 Hz feletti jeleket szét kell választani. Erre vagy 4-4 lyukszűrőt alkalmaztak, vagy napjainkban diszkrét idejű szűrőáramkör is segíti a szétválasztás. Ez bele van építve az integrált áramkörbe.

• Digitális módszer:
  • a 8 frekvenciát és 90 fokos eltoltját a DDS-nél alkalmazott módszerrel digitálisan előállítjuk (D/A rész nélkül), majd a pillanatnyi amplitudóval szorozva a bejövő mintát megszorozzuk vele, amit hozzáadunk egy-egy úgynevezett energia-regiszterhez. Ezt mind a 8 frekvencián elvégezve és az energiamérlegeket összehasonlítva (E = U_I²/R + U_Q²/R = E_I+E_Q) meglátjuk, hogy az adott tizedmásodpercben melyik 2 spektrumvonal volt sokkal erősebb, mint a többi 6. Aztán már csak a jelszünetet kell detektálnunk, amikor mind a 8 energia nagyságrendileg ugyanakkora. Ezzel készen is vagyunk a sor és oszlop meghatározásával. Ez - mint látszik - egy igen könnyű feladat.

A DTMF vételére léteznek integrált áramkörök.

Szabvány, ajánlás

• ITU Q.23: Technical features of push-button telephone sets
• ITU Q.24: Multifrequency push-button signal reception