Design of a multi frequency receiver using modern spectral estimation methods

Abstract

ÖZETÇE Telefon haberleşmesinde analog ve sayısal şebeke arasındaki bağlaşımı sağlayan önemli bir eleman DTMF (Dual- Tone multi- frequency) alıcılarıdır. Bu çalışmada Goertzel ve özilinti algoritmaları kullanılarak iki DTMF ton sezicisi gerçekleştirilmiştir. Gerçeklemede atılan adımlar şunlardır: 1. Analog giriş işaretini sayısala dönüştürmek ve TMS32010 sayısal işaret işlemcisinin kullanıldığı kartla arabağlaşımı sağlamak üzere bir analog/sayısal çevirici yapıldı. 2. DTMF işaretleri üreten ve Goertzel algoritması ile özilinti algoritmasını kullanarak frekans analizi yapan bir program BASIC dilinde yazıldı. 3. TMS32010 sayısal işaret işlemcisinin komutları kullanılarak Goertzel algoritması gerçek zamanda çalıştırıldı. 4. Özilinti yöntemiyle frekans analizi yapan algoritma TMS32010 sayısal işaret işlemcisinin simgesel diline çevrilerek gerçek zamanda çalıştırıldı. Elde edilen sonuçlara göre, örnek sayıları Goertzel algoritması için 205 ve özilinti algoritması için 80 seçildiği takdirde her iki yöntemin başarımları benzerdir (Özilinti yönteminde model derecesi 16 olarak seçilmiştir). Özilinti yöntemiyle frekans analizi yapan algoritmanın kullandığı mikroişlemci zamanı Goertzel algoritmasının kullandığı zamanın yaklaşık yarısı kadardır.

ABSTRACT An important component in the interface between analog and digital telephone network is the mult i frequency receiver. In this study, two dual-tone mult i -frequency (DTMF) tone decoders are realized by using the Goertzel and autoregressive algorithms. The steps taken for the realization are as follows. 1. An A/D converter has been designed and realized in order to interface the analog input signal (DTMF tones) with TMS32010 EVM, a digital signal processor board supplied by Texas Instruments. 2. A software written by BASIC programming language that produces DTMF tone samples and does frequency analysis by using Goertzel- and autoregressive algorithms is included. 3. The Goertzel algorithm has been implemented using the assembly language of the digital signal processor TMS32010. 4. The algorithm of the autoregressive frequency analysis is converted to its assembler equivalent. The results obtained indicate that the performances of the Goertzel- and autoregressive algorithms are similar if the sample set lengths are chosen as 205 for the Goertzel algorithm and 80 for the autoregressive algorithm (the model order for the autoregressive algorithm is chosen to be 16). The execution time of the autoregressive algorithm is about half that of the Goertzel algorithm.