Генератор DTMF

Почему телефонные кнопки звучат по-разному

Телефонная кнопка соединяет две звуковые волны в один сигнал

Каждая кнопка тонального телефона воспроизводит одновременно две частоты. Например, у цифры 5 это 770 и 1336 Гц. Нажмите кнопку на клавиатуре выше, чтобы послушать короткий сигнал и увидеть его состав. Генератор создаёт звук на вашем устройстве, не совершает звонков и не отправляет команды телефонной сети.

Такой способ называется DTMF, от английского Dual-Tone Multi-Frequency, то есть многочастотный набор двумя тонами. Одна частота обозначает строку клавиатуры, другая столбец. По их сочетанию приёмник отличает соседние кнопки. Поэтому знакомое телефонное «пип» на самом деле состоит из двух отдельных звуков. Можно знать меню банка наизусть, но у каждой нажатой цифры всё равно своя пара.

Как устроена таблица частот

У обычной клавиатуры три столбца и четыре строки. Первую строку 1, 2, 3 обозначает частота 697 Гц. Вторую 4, 5, 6 обозначает 770 Гц, третью 7, 8, 9 обозначает 852 Гц, нижнюю со звёздочкой, нулём и решёткой обозначает 941 Гц. Частоты столбцов слева направо равны 1209, 1336 и 1477 Гц.

Пересечение строки со столбцом даёт сигнал кнопки. Цифра 2 находится в верхней строке и среднем столбце, поэтому звучит сочетание 697 и 1336 Гц. Цифра 8 тоже лежит в среднем столбце: её высокая частота остаётся 1336 Гц, а низкая меняется на 852 Гц. Это помогает разбирать сигналы по частям, вместо того чтобы запоминать двенадцать разных звуков.

Номинальные частоты и их распределение определены рекомендацией ITU-T Q.23. Полная система предусматривает четыре частоты в каждой группе и 16 сочетаний. Четвёртый столбец использует 1633 Гц и соответствует буквам A, B, C, D. В привычной бытовой клавиатуре его обычно не видно. Здесь оставлены двенадцать знакомых кнопок, чтобы не превращать простую демонстрацию в пульт неизвестного оборудования.

Если нужен отдельный синус с произвольной частотой, откройте генератор звукового тона. В DTMF обе частоты включаются одновременно, и каждая сама по себе уже не обозначает целую кнопку. Для музыкальной мелодии удобнее синтезатор с клавиатурой: телефонные частоты не подбирались как ноты музыкального инструмента.

Что можно услышать на знакомых сочетаниях

Верхняя строка 1, 2, 3. Нажмите кнопки по очереди. Получатся пары 697 + 1209, 697 + 1336 и 697 + 1477 Гц. Нижняя составляющая останется одинаковой, верхняя будет повышаться. Так можно объяснить принцип столбцов на уроке: экран показывает, какая часть сигнала меняется, даже если на слух пока трудно разделить два тона.

Средний столбец 2, 5, 8, 0. Здесь пары равны 697 + 1336, 770 + 1336, 852 + 1336 и 941 + 1336 Гц. Теперь общим остаётся верхний тон. По мере движения вниз меняется только нижний. Сравнение дополняет предыдущий опыт и показывает, что направление на клавиатуре связано с конкретной группой частот.

Звёздочка и решётка. У * звучат 941 и 1209 Гц, у # звучат 941 и 1477 Гц. Обе кнопки расположены в нижней строке, поэтому первая частота совпадает. Это самостоятельные символы системы, а не варианты нуля. В демонстрации можно сравнить три нижние кнопки, не вводя настоящий телефонный номер или код доступа.

Одна кнопка под увеличением времени. Нажатие 5 даёт сигнал длительностью 180 мс, или 0,18 секунды. За это время нижняя составляющая совершает около 138,6 колебания, верхняя около 240,48. Это номинальные количества за весь интервал; громкость в начале и конце плавно меняется, а форма суммарного сигнала не обязана завершаться на границе целого периода.

Тихая демонстрация за столом. Установите системную громкость устройства на низкий уровень, а в инструменте оставьте начальные 10%. Нажмите одну кнопку и оцените комфорт. Проценты здесь управляют цифровым усилением: они не означают 10 дБ и не гарантируют одинаковую громкость у ноутбука и наушников. Если звук неприятен, остановитесь, а не пытайтесь привыкнуть к нему.

Сравнение с записью. В учебной записи видны спектральные пики около 770 и 1336 Гц. По таблице это кнопка 5. Если же есть только пик 770 Гц, одной строки недостаточно: это могла быть 4, 5 или 6, либо вообще другой звук. Для уверенного распознавания нужны обе составляющие и подходящий анализатор. Генератор показывает эталонную пару, но сам записи не распознаёт.

Почему два тона складываются в один сигнал

При воспроизведении складываются два синусоидальных колебания, каждое с половинной амплитудой до общего регулятора громкости. Такое деление оставляет запас: даже если два пика совпадут, сумма двух значений по 0,5 не превысит 1. После этого общий регулятор дополнительно уменьшает уровень. Пики сложения не следует путать со средним уровнем или громкостью, которую воспринимает человек.

Звуковая карта получает уже общую волну. Здесь оба тона поступают в один выходной сигнал и слышны вместе. Для этого опыта не нужны стереонаушники. Это отличается от бинауральных биений, где близкие частоты раздельно подаются в левое и правое ухо и создают другой слуховой эффект.

Разница частот тоже не является кодом цифры. Для кнопки 5 она составляет 1336 − 770 = 566 Гц. Но при нажатии генерируются именно два синуса 770 и 1336 Гц, а не отдельный тон 566 Гц. Если слушать сигнал или смотреть его спектр, полезно сначала различать исходные частоты и результаты математических операций над ними.

Чем демонстрация отличается от телефонной связи

В реальной сети важны не только номинальные частоты. Приёмник оценивает длительность сигнала, промежуток между символами, уровни составляющих, искажения и допуски. Рекомендация Q.23, например, задаёт допуск частоты относительно номинала, но совпадение одной этой характеристики ещё не означает соответствия всей системы требованиям связи.

У браузера, операционной системы, динамика и микрофона свой тракт обработки. Запись через воздух добавит шум комнаты и окраску устройства. Поэтому этот инструмент подходит для знакомства со звучанием и таблицей частот, но не заменяет измерительный генератор при проверке телефонной аппаратуры. Он также не обещает, что внешнее голосовое меню примет проигранный через динамик сигнал.

Сигнал запускается только нажатием кнопки. Удерживать её не требуется: каждый клик даёт короткий импульс. Следующее нажатие прерывает предыдущий импульс и включает новую пару. После обновления страницы звук не возобновляется, а при скрытии вкладки воспроизведение прекращается. Если браузер запретил звук или устройство его не выводит, частоты выбранной кнопки всё равно остаются на экране.

Вопросы о тональном наборе

Телефонные символы описывают сочетания частот. Возможность услышать сигнал, распознать его в записи и передать через настоящую сеть относится к разным задачам и требует разных инструментов.

Почему у одного телефона кнопки звучат иначе?

Устройство может проигрывать собственные короткие звуки интерфейса вместо точного DTMF. Дополнительно меняются тембр динамика, громкость и длительность. По одному знакомому писку нельзя установить, какие сигналы телефон передаёт в сеть.

Что означают кнопки A, B, C и D?

Это четвёртый столбец полной матрицы DTMF. Его высокая частота равна 1633 Гц, низкие соответствуют четырём строкам. Например, A сочетает 697 и 1633 Гц. Здесь показана бытовая клавиатура без этого дополнительного столбца.

Можно ли набрать номер этим генератором?

Инструмент воспроизводит звук только на выбранном устройстве вывода. Он не имеет доступа к звонкам, не подключается к оператору и не передаёт последовательность номера. Используйте его как звуковую демонстрацию отдельных кнопок.

Чем тональный набор отличается от импульсного?

Тональный использует пары звуковых частот. Импульсный передаёт цифры серией изменений состояния телефонной линии, как в старом дисковом аппарате. Проигрывание звука не создаёт такие электрические импульсы в линии.

Почему при нулевой громкости кнопки всё равно выбираются?

Ноль отключает слышимый выход, но не меняет таблицу частот. Можно без звука изучать пары и сравнивать строки со столбцами. Чтобы услышать следующий импульс, установите комфортный уровень и нажмите кнопку ещё раз.

Можно ли по записи узнать нажатые цифры?

Анализатор может искать одновременно присутствующие частоты строк и столбцов. Для надёжного распознавания также нужны правила длительности, пауз и уровня. Эта страница не загружает и не расшифровывает записи; она показывает выбранную эталонную пару.

Нужен ли доступ к микрофону?

Нет. Сигнал синтезируется в браузере и воспроизводится через обычный аудиовыход. Микрофон, камера, запись окружающего звука и отправка аудио на сервер для работы не нужны.

Есть что добавить?

Напишите своё мнение, комментарий или предложение.