Почему кнопочные телефоны используют двухтональный сигнал?

Вот связанная информация из Википедии:

Для службы с тональным набором сигнал представляет собой двухтональный многочастотный сигнальный тон, состоящий из двух одновременных чистых тонов синусоидальных частот.

Выше показано, что если кто-то нажмет цифру 1, он отправит микс 697 Гц и 1209 Гц на телефонную станцию ​​/ центр по проводу.

Мои вопросы:

1. Какова практическая причина или преимущество смешивания двух сигналов вместо одного чистого тона?

2. Есть ли причина использовать такие частоты, как 1209 Гц, которые не относятся ни к каким музыкальным тонам (современный западный двенадцатитонный равный темперамент)?

Две причины просты:

• Восемь частот легче различить с помощью простой аналоговой электроники - группы полосовых фильтров или даже вибрирующих тростников - чем шестнадцать частот.

• Шкала с одинаковой температурой слишком близка к естественной шкале, которая имеет простые дробные отношения между частотами.

Учтите, что телефонная линия может быть сильно искажена: вторая гармоника на одну октаву выше основной, а третья гармоника ноты - октава плюс пятая. Если вы используете больше музыкальных интервалов между тонами набора, гармонические искажения могут привести к неправильному номеру.

Частоты были выбраны (цитирование необходимо, без сомнения - здесь, например ), чтобы уменьшить или исключить возможность гармонического или интермодуляционного искажения между тональными сигналами, ошибочно обнаруженными как неправильное число.

Тональные частоты, определенные в плане точных тонов, выбираются таким образом, чтобы гармоники и продукты интермодуляции не вызывали ненадежного сигнала. Никакая частота не кратна другой, разница между любыми двумя частотами не равна ни одной из частот, а сумма любых двух частот не равна ни одной из частот. Частоты изначально были разработаны с соотношением 21/19, что немного меньше, чем целый тон. Частоты могут отличаться не более чем на ± 1,5% от их номинальной частоты, иначе центр коммутации будет игнорировать сигнал.

Если вы используете одиночные тоны вместо двухтональных, вам понадобится 16 из них, а не только 8, как в системе DTMF.

Учитывая, что они должны быть разнесены достаточно далеко друг от друга для надежного обнаружения, и что у вас есть только диапазон от 300 до 2700 Гц для работы, вам, вероятно, будет трудно надежно декодировать столько разных тонов с использованием технологии, доступной в 1950 году. и 1963 (когда стал доступен тональный набор).

Два тона также помогают уменьшить количество ложных обнаружений. Если вы берете только один тон, вы игнорируете его. Если вы выберете два действительных тона одновременно, это, скорее всего, будет преднамеренной командой набора номера.

Что касается того, почему они не использовали музыкальные ноты, я бы предположил, потому что их больше интересовало получение тонов в диапазоне и интервале, которые были бы хороши для обнаружения и их легко было генерировать. Кроме того, вы не хотите, чтобы гармоника одного тона была такой же, как у вашего более высокого тона. Если бы вы использовали музыкальные ноты, это было бы так. Посмотрите на используемые частоты. Ни один из высших тонов не кратен низшим.

Это потому, что телефонные системы были разработаны с внутриполосной сигнализацией из-за технических ограничений в то время.

Сигнализация работала над существующей телефонной инфраструктурой, которая ранее работала вручную, или оператор hello, подключите меня к 4562 .

Требуемые двойные тона позволяют отличать тоны от обычной речи, которые могут иметь одинаковую частоту, но не могут иметь оба одновременно.

Используемые частоты были распределены, чтобы система сигнализации могла легко их различать даже при наличии шума в линии. Я сомневаюсь, что это как-то связано с музыкальными тонами.

Меньше необходимых частот => проще производить в цифровом виде, аналоговый генератор тактовой частоты может быть достаточно точным, потому что допустимая погрешность больше, требуется меньше настроенных детекторов: 8 против 16.

2 частоты одновременно (тщательно отобранные для предотвращения искажений, создающих ложные микширующие продукты) => маловероятно, что они будут случайно воспроизводиться в обычных звуках.

Легенда, которую я слышал : однотональное кодирование использовалось в качестве метода передачи сигналов внутренней телефонной системы, пока мальчик с умным умом, криминальным умом и прекрасным слухом не научился свистеть трансконтинентальные бесплатные звонки и как подавлять центральную связь.