¿Por qué los teléfonos con botón pulsador usan doble tono para la señalización?

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Aquí hay información relacionada de wikipedia:

Para el servicio de tonos, la señal es un tono de señalización multifrecuencia de doble tono que consta de dos frecuencias sinusoidales de tono puro simultáneas.

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Lo anterior muestra que si uno presiona el número 1, envía la mezcla de 697Hz y 1209Hz a la estación / centro telefónico a través de un cable.

Mis preguntas son:

  1. ¿Cuál es la razón práctica o la ventaja de mezclar dos señales en lugar de un solo tono puro?

  2. ¿Hay alguna razón para usar frecuencias como 1209Hz que no pertenecen a ningún tono de música (temperamento occidental moderno de doce tonos iguales)?

usuario16307
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Los comentarios no son para discusión extendida; Esta conversación se ha movido al chat .
Dave Tweed
Dejó de lado el tono de señalización más importante, algo familiar para todos los hackers: 2600 Hz.
richard1941

Respuestas:

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Las dos razones son simples:

  • Ocho frecuencias son más fáciles de discriminar con electrónica analógica simple (bancos de filtros de paso de banda o incluso láminas vibratorias) que dieciséis frecuencias.

  • La escala igualmente templada está demasiado cerca de la escala natural, que tiene relaciones fraccionales simples entre las frecuencias.

Considere que una línea telefónica puede estar muy distorsionada: el segundo armónico está una octava por encima del fundamental, y el tercer armónico de una nota es una octava más un quinto. Si usó más intervalos musicales entre los tonos de marcación, la distorsión armónica podría resultar en marcar el número incorrecto.

Se eligieron las frecuencias (cita requerida, sin duda, aquí, por ejemplo ) para reducir o eliminar la posibilidad de distorsión armónica o de intermodulación entre tonos que se detectan erróneamente como el número incorrecto.

Las frecuencias de tono, según lo definido por el Plan de tono preciso, se seleccionan de tal manera que los productos de intermodulación y armónicos no causen una señal poco confiable. Ninguna frecuencia es un múltiplo de otra, la diferencia entre dos frecuencias cualesquiera no es igual a ninguna de las frecuencias, y la suma de cualesquiera dos frecuencias no es igual a ninguna de las frecuencias. Las frecuencias se diseñaron inicialmente con una relación de 21/19, que es un poco menos que un tono completo. Las frecuencias no pueden variar más de ± 1.5% de su frecuencia nominal, o el centro de conmutación ignorará la señal.

Brian Drummond
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Realmente no obtuve la respuesta tuya a la primera pregunta. 8 frecuencias? ¿Discriminar?
user16307
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El sistema tiene un tono por fila y un tono por columna. 4 filas + 4 columnas = 8 tonos. Como dice Brian, esto es más eficiente que tener un tono por botón (16 tonos) y el receptor solo dará una salida cuando se reciban simultáneamente un tono de fila y columna, reduciendo la posibilidad de que el habla, el ruido o la música se interpreten como tonos de señal . Los tonos deben estar dentro del ancho de banda del teléfono (300 Hz - 3 kHz). Es más fácil obtener ocho filtros en esa banda que 16.
Transistor
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@ user16307, discrimate = decir la diferencia entre
TonyM
DTMF es similar a la señalización ITU R2 (a menudo llamada MFC) adoptada en ~ 1950. R2 es un poco más complejo, con un conjunto diferente de frecuencias utilizadas para la señalización hacia atrás. América del Norte tenía un estándar R1 relacionado. Estos fueron adoptados para la señalización en banda para soportar la telefonía automática internacional como reemplazo de la señalización lenta fuera de banda (pulso y línea). Ahora reemplazado por señalización digital de canal común.
Milliways
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Si usó tonos individuales en lugar de tonos dobles, necesitaría 16 de ellos en lugar de solo 8 como en el sistema DTMF.

Dado que tienen que estar lo suficientemente separados para una detección confiable, y que solo tiene un rango de 300 a 2700 Hz para trabajar, probablemente le resulte difícil decodificar tantos tonos diferentes de manera confiable utilizando la tecnología disponible entre 1950 y 1963 (cuando estuvo disponible la marcación por tonos).

Dos tonos también ayudan a reducir las detecciones falsas. Si solo captas un tono, lo ignoras. Si elige dos tonos válidos a la vez, es mucho más probable que sea un comando de marcación intencional.

En cuanto a por qué no usaron notas musicales, supongo que porque estaban más preocupados por obtener tonos en un rango y espaciado que fuera bueno para la detección y fácil de generar. Además, no desea que un armónico de un tono sea el mismo que uno de sus tonos más altos. Si usaras notas musicales, ese sería el caso. Mira las frecuencias utilizadas. Ninguno de los tonos más altos es un múltiplo de los más bajos.

JRE
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Tampoco querían que la gente marcara su teléfono con un piano.
Harper - Restablece a Mónica el
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@ Harper, tampoco querían que la gente marcara su teléfono con un silbato ... oops .
Marcar el
Además, por qué evitar las notas musicales: cualquier tono que no sea una onda sinusoidal perfecta tiene armónicos, y debe evitar los armónicos que coincidan con cualquiera de los otros tonos que está detectando. Incluso cuando se utilizan ondas sinusoidales perfectas, cualquier distorsión en la línea telefónica introducirá armónicos. Por el contrario, nuestra escala musical de 12 semitonos fue diseñada específicamente para que la mayor cantidad posible de las notas coincidieran con los armónicos de otras notas, con el fin de sonar musical. Por lo tanto, los tonos DTMF tuvieron que diseñarse con un objetivo muy diferente.
tom r.
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Esto se debe a que los sistemas telefónicos se diseñaron con señalización en banda debido a limitaciones técnicas en ese momento.

La señalización funcionó sobre la infraestructura telefónica existente que anteriormente era operada a mano, también conocido como operador hola, conécteme al 4562 .

Los tonos duales requeridos permiten distinguir los tonos del habla normal que podrían tener la misma frecuencia, pero no tendrían ambos al mismo tiempo.

Las frecuencias utilizadas se extendieron para facilitar que el sistema de señalización las distinguiera incluso cuando había ruido sobre la línea. Dudo que tenga algo que ver con los tonos musicales.

Transeúnte
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Tenía que ver con no ser tonos musicales.
Transistor
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DTMF se desarrolló como un reemplazo para la marcación por pulsos, no para la marcación asistida por el operador.
duskwuff
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Se necesitan menos frecuencias => más simple de producir digitalmente, el oscilador de temporización de base analógica puede ser lo suficientemente preciso porque el error permitido es más grande, se necesitan menos detectores sintonizados: 8 contra 16.

2 frecuencias al mismo tiempo (cuidadosamente seleccionadas para evitar la distorsión para crear productos de mezcla falsos) => no es muy probable que se produzca accidentalmente en sonidos comunes.

Una leyenda que he escuchado : la codificación de un solo tono se ha utilizado como método de señalización del sistema telefónico interno hasta que un niño con cerebro capaz, mente criminal y oído perfecto aprendió a silbar las llamadas gratuitas transcontinentales y cómo bajar la central.

usuario287001
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Ese fue el famoso truco del "Capitán Crunch", y no es un mito. Se llama "Captain Crunch" porque hay una marca de cereales para el desayuno con ese nombre. En la década de 1970, distribuyeron un silbato en la caja que golpeó exactamente uno de los tonos individuales internos que podrían brindarle un servicio gratuito como el tipo con el tono perfecto generado.
JRE
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@JRE y para que no lo olvidemos, ese tono mágico es de 2600 Hz.
casey
Mi hermano mayor me habló de la "caja azul" que le proporcionaría llamadas gratuitas de larga distancia, en los años 70.
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Captain Crunch es una persona real
Bob Jarvis - Restablece a Mónica el
@BobJarvis: Sí, y obtuvo su apodo del truco del Capitán Crunch.
JRE