Dlaczego telefony z przyciskami używają sygnalizacji dwutonowej?

Oto powiązane informacje z wikipedii:

W przypadku usługi dotyku sygnał jest dwubitowym sygnałem wieloczęstotliwościowym składającym się z dwóch jednoczesnych częstotliwości sinusoidalnych o czystym tonu.

Powyżej pokazuje, że jeśli ktoś popchnie numer 1, przesyła połączenie 697Hz i 1209Hz do stacji telefonicznej / centrum za pomocą drutu.

Moje pytania to:

1. Jaki jest praktyczny powód lub zaleta miksowania dwóch sygnałów zamiast jednego czystego tonu?

2. Czy istnieje powód, aby używać częstotliwości takich jak 1209 Hz, które nie należą do żadnych tonów muzycznych (współczesny zachodni dwunastotonowy równy temperament)?

Dwa powody są proste:

• Osiem częstotliwości łatwiej odróżnić za pomocą prostej analogowej elektroniki - banków filtrów pasmowych lub nawet wibrujących stroików - niż szesnaście częstotliwości.

• Równie temperowana skala jest zbyt zbliżona do skali naturalnej, która ma proste ułamkowe zależności między częstotliwościami.

Weź pod uwagę, że linia telefoniczna może być bardzo zniekształcona: druga harmoniczna jest o jedną oktawę powyżej podstawy, a trzecia harmoniczna nuty to oktawa plus piąta. Jeśli użyjesz większej liczby interwałów muzycznych między tonami wybierania, zniekształcenie harmoniczne może spowodować wybranie niewłaściwego numeru.

Częstotliwości zostały wybrane (potrzebne cytowanie, bez wątpienia - tutaj na przykład ), aby zmniejszyć lub wyeliminować możliwość zniekształceń harmonicznych lub intermodulacji między tonami błędnie wykrytymi jako niewłaściwa liczba.

Częstotliwości tonów określone w planie precyzyjnych tonów dobiera się w taki sposób, aby harmoniczne i produkty intermodulacji nie powodowały zawodnego sygnału. Żadna częstotliwość nie jest wielokrotnością innej, różnica między dowolnymi dwiema częstotliwościami nie jest równa żadnej częstotliwości, a suma dowolnych dwóch częstotliwości nie jest równa żadnej częstotliwości. Częstotliwości zostały początkowo zaprojektowane ze współczynnikiem 21/19, który jest nieco mniejszy niż cały ton. Częstotliwości nie mogą różnić się więcej niż ± 1,5% od częstotliwości nominalnej, w przeciwnym razie centrum przełączania zignoruje sygnał.

Jeśli użyjesz pojedynczych tonów zamiast podwójnych, potrzebujesz 16 z nich zamiast tylko 8, jak w systemie DTMF.

Biorąc pod uwagę, że muszą być one wystarczająco oddalone od siebie, aby zapewnić niezawodne wykrywanie, i że masz do dyspozycji jedynie zakres od 300 do 2700 Hz, prawdopodobnie trudno byłoby dekodować niezawodnie wiele różnych tonów przy użyciu technologii dostępnej w latach 1950 i 1963 (kiedy stało się dostępne wybieranie tonowe).

Dwa tony pomagają również ograniczyć liczbę fałszywych wykrywań. Jeśli odbierzesz tylko jeden dźwięk, zignorujesz go. Jeśli odbierzesz dwa prawidłowe dźwięki naraz, jest to o wiele bardziej prawdopodobne, że będzie to celowe polecenie wybierania.

Jeśli chodzi o to, dlaczego nie używali nut, wydaje mi się, że bardziej zależało im na uzyskaniu tonów w zakresie i odstępach, które byłyby dobre do wykrycia i łatwe do wygenerowania. Ponadto nie chcesz, aby harmoniczna jednego tonu była taka sama jak jeden z twoich wyższych tonów. Tak byłoby w przypadku użycia nut. Spójrz na używane częstotliwości. Żaden z wyższych dźwięków nie jest wielokrotnością niższych tonów.

Jest tak, ponieważ systemy telefoniczne zostały zaprojektowane z sygnalizacją wewnątrzpasmową z powodu ograniczeń technicznych w tym czasie.

Sygnalizacja działała na istniejącej infrastrukturze telefonicznej, która wcześniej była obsługiwana ręcznie, czyli cześć operator, podłącz mnie do 4562 .

Wymagane podwójne tony pozwalają odróżnić tony od normalnej mowy, które mogłyby mieć tę samą częstotliwość, ale nie miałyby obu jednocześnie.

Zastosowane częstotliwości zostały rozłożone, aby system sygnalizacji mógł je łatwo rozróżnić, nawet gdy na linii występował szum. Wątpię, by miało to coś wspólnego z tonami muzycznymi.

Wymagane mniej częstotliwości => prostsze w produkcji cyfrowej, analogowy oscylator taktowania bazowego może być wystarczająco dokładny, ponieważ dopuszczalny błąd jest większy, potrzebne są mniej dostrojone detektory: 8 vs 16.

2 częstotliwości w tym samym czasie (starannie wybrane, aby zapobiec zniekształceniom w celu wytworzenia produktów fałszywego miksowania) => mało prawdopodobne, aby przypadkowo powstały w zwykłych dźwiękach.

Legenda, którą słyszałem : kodowanie jednym tonem było używane jako metoda sygnalizacji wewnętrznego systemu telefonicznego, dopóki chłopiec o sprawnym mózgu, umyśle kryminalnym i doskonałym uchu nie nauczył się, jak gwizdać transkontynentalne darmowe połączenia i jak odłożyć słuchawkę.