プッシュボタン式電話が信号にデュアルトーンを使用するのはなぜですか?


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ウィキペディアの関連情報は次のとおりです。

タッチトーンサービスの場合、信号は、2つの同時の純粋なトーンの正弦波周波数で構成されるデュアルトーン多重周波数信号トーンです。

ここに画像の説明を入力してください

上記は、1番を押すと、697Hzと1209Hzのミックスを電話線/センターに有線で送信することを示しています。

私の質問は:

  1. 単一の純粋なトーンの代わりに2つの信号を混合する実際的な理由または利点は何ですか?

  2. 音楽の音色に属さない1209Hzのような周波数を使用する理由はありますか(現代の西部の12音の平均律)。


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デイブツイード

最も重要なシグナリングトーンは、すべてのハッカーになじみのある2600 Hzでした。
richard1941

回答:


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2つの理由は簡単です。

  • 8つの周波数は、16の周波数よりも簡単なアナログエレクトロニクス(バンドパスフィルターのバンクまたは振動するリードさえも)で識別しやすいです。

  • 均等に調整されたスケールは、周波数間の単純な分数関係を持つ自然スケールに近すぎます。

電話回線は非常に歪んでいる可能性があることを考慮してください。2次高調波は基本波より1オクターブ上にあり、ノートの3次高調波はオクターブに5音を加えたものです。ダイヤルトーン間の音楽間隔を長くすると、高調波歪みにより間違った番号がダイヤルされる可能性があります。

-周波数は(引用必要な、間違いなく選択されたここでたとえば誤検出間違った数としてあるトーン間高調波または相互変調歪みの可能性を低減又は排除します)。

正確なトーンプランで定義されているトーン周波数は、高調波と相互変調積によって信頼できない信号が発生しないように選択されます。周波数は別の周波数の倍数ではなく、2つの周波数間の差はどの周波数とも等しくなく、2つの周波数の合計はどの周波数とも等しくありません。周波数は当初21/19の比率で設計されていましたが、これはトーン全体よりもわずかに小さくなっています。周波数は公称周波数から±1.5%を超えて変動しない場合があります。そうでない場合、スイッチングセンターは信号を無視します。


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最初の質問に対してあなたの答えは本当に得られませんでした。8つの周波数?差別する?
user16307

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システムには、行ごとに1つのトーンと列ごとに1つのトーンがあります。4行+ 4列= 8トーン。ブライアンが言うように、これはボタンごとに1つのトーン(16トーン)を持つよりも効率的であり、受信機は行と列のトーンが同時に受信されたときにのみ出力を提供し、音声、ノイズまたは音楽が信号トーンとして解釈される可能性を減らします。トーンは電話の帯域幅(300 Hz〜3 kHz)内になければなりません。その帯域に8個のフィルターを入れるのは16より簡単です
トランジスター

7
@ user16307、discrimate =間の違いを伝える
TonyM

DTMFは、1950年に採用されたITU R2シグナリング(MFCと呼ばれることが多い)に似ています。R2はやや複雑で、逆方向の信号に使用される周波数のセットが異なります。北米には関連するR1標準がありました。これらは、帯域外シグナリング(パルスおよび回線)の低速の代わりとして国際自動電話をサポートするために、帯域内シグナリングに採用されました。現在、デジタル共通チャネルシグナリングに置き換えられています。
ミリウェイズ

19

デュアルトーンの代わりにシングルトーンを使用した場合、DTMFシステムのように8だけではなく、16が必要になります。

信頼性の高い検出のために十分な間隔が必要であり、使用できる範囲は300〜2700 Hzのみであるため、1950年までに利用可能な技術を使用して多くの異なるトーンを確実にデコードすることはおそらく難しいでしょうおよび1963(タッチトーンダイヤルが利用可能になったとき)

2つのトーンは、誤検出を減らすのにも役立ちます。トーンを1つだけ拾うと、それは無視されます。一度に2つの有効なトーンを選択すると、意図的なダイヤルコマンドである可能性が高くなります。

彼らが音符を使用しなかった理由については、検出に適し、生成しやすい範囲と間隔でトーンを取得することに関心があったためだと思います。また、1つのトーンの倍音をより高いトーンの1つと同じにしたくない場合もあります。音符を使用した場合、それが当てはまります。使用される周波数を見てください。高音のいずれも低音の倍数ではありません。


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彼らはまた、人々がピアノで携帯電話をダイヤルすることを望まなかった。
ハーパー-モニカの

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@Harper、彼らは人々がホイッスルで電話をかけるのを望まなかった... おっと
マーク

さらに、音符を避ける理由について:完全な正弦波ではないトーンには高調波があり、検出する他のトーンに一致する高調波を避ける必要があります。完全な正弦波を使用している場合でも、電話回線に歪みがあると高調波が発生します。これとは対照的に、12半音の音階は、できるだけ多くの音が他の音の倍音にぴったりと一致するように設計されており、音楽を鳴らします。そのため、DTMFトーンは非常に異なる目標で設計する必要がありました。
トムr。

7

電話システムは、当時の技術的な制限により、帯域内信号方式で設計されていたためです。

この信号は、以前は手で操作されていた既存の電話インフラストラクチャ(別名hello operator)で機能し、私を4562に接続しました

必要なデュアルトーンを使用すると、同じ周波数を持つことができるが、同時に両方を持つことのない通常の音声とトーンを区別することができます。

使用される周波数は、回線上にノイズが存在する場合でも信号システムがそれらを容易に区別できるように広げられました。音楽の音色とは何の関係もなかったと思う。


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それは音楽的なトーンではないことに関係していました。
トランジスター

8
DTMFは、オペレータ補助ダイヤルではなく、パルスダイヤルの代替として開発されました。
夕暮れの

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必要な周波数が少ない=>デジタルで生成するのが簡単で、許容される誤差が大きく、必要な調整が少ない検出器が必要なため、アナログベースタイミングオシレーターは十分に正確です:8対16。

同時に2つの周波数(歪みを防止して誤ったミキシング製品を作成するために慎重に選択)=>通常の音で誤って生成される可能性は高くありません。

私が聞いた伝説:シングルトーンコーディングは、有能な脳、犯罪心、完璧なピッチの耳を持つ少年が大陸横断無料通話を口tleする方法と中央を下げる方法を学ぶまで、内部電話システムの信号方式として使用されてきました。


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それは有名な「Captain Crunch」ハックであり、神話ではありません。「キャプテンクランチ」と呼ばれるのは、その名前のブランドの朝食用シリアルがあるからです。1970年代に、彼らは、完璧なピッチを生成する男のような無料サービスを提供できる内部シングルトーンのちょうど1つに当たるhitをボックスに配布しました。
JRE

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@JREと、忘れないように、魔法のトーンは2600 Hzです。
ケーシー

兄は、70年代に長距離電話を無料で利用できる「ブルーボックス」について話してくれました。


@BobJarvis:はい、彼はキャプテンクランチハックから彼のニックネームを得ました。
JRE
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