Come funziona il DTMF

1. Cos'è il DTMF?

DTMF sta per Dual-Tone Multi-Frequency (multifrequenza a doppio tono). È il sistema di segnalazione utilizzato dai telefoni a tasti per comunicare le cifre premute alla rete telefonica. Sviluppato ai Bell Labs alla fine degli anni '50 e lanciato commercialmente da AT&T come "Touch-Tone" nel 1963, il DTMF ha sostituito il vecchio sistema di composizione a impulsi dei telefoni a disco. Ogni tasto di un telefono genera due toni puri simultanei — uno dal gruppo a bassa frequenza e uno dal gruppo ad alta frequenza. Questo approccio a doppio tono rende i segnali altamente resistenti a falsi attivamenti da voce o rumore di fondo.

2. La matrice di frequenze DTMF

Il DTMF utilizza una matrice di frequenze 4×4 per codificare 16 tasti possibili. Quattro frequenze di riga (697, 770, 852 e 941 Hz) sono abbinate a quattro frequenze di colonna (1209, 1336, 1477 e 1633 Hz). Quando si preme un tasto, due onde sinusoidali suonano simultaneamente — una dalla riga e una dalla colonna. Ad esempio, premendo '5' si riproducono 770 Hz (riga 2) e 1336 Hz (colonna 2) contemporaneamente. Questa combinazione identifica il tasto in modo univoco.

3. Usare la tastiera

La tastiera interattiva permette di riprodurre toni DTMF autentici cliccando o toccando uno qualsiasi dei 16 tasti. Il display della forma d'onda mostra il segnale combinato in tempo reale, e l'indicatore di frequenza sopra la tastiera mostra le frequenze esatte generate. È possibile usare anche scorciatoie da tastiera: premere 0–9, *, # o A–D sulla tastiera fisica per attivare i toni corrispondenti istantaneamente.

4. Composizione in sequenza

Digitare una sequenza di cifre nel campo di inserimento e fare clic su Riproduci per sentirle composte in ordine. Le virgole inseriscono una pausa configurabile tra le cifre — utile per simulare schemi di composizione reali come "9,5551234" dove il 9 compone una linea esterna seguito da una pausa prima del numero. La durata del tono, l'intervallo tra le cifre e la lunghezza della pausa della virgola possono essere regolati nelle Impostazioni avanzate.

5. Impostazioni avanzate

Regolare con precisione i propri segnali DTMF con quattro parametri configurabili:

Durata del tono (40–500 ms)

Per quanto tempo suonano i toni di ogni cifra. I ricevitori elencati in ITU-T Q.24 riconoscono toni di 40 ms o più, e la specifica europea dei trasmettitori ETSI ES 201 235-2 richiede almeno 65 ms per i toni inviati automaticamente. Il valore predefinito di 120 ms garantisce un rilevamento affidabile dalla maggior parte dei sistemi.

Durata dell'intervallo (40–500 ms)

L'intervallo silenzioso tra cifre consecutive. Il valore predefinito di 60 ms è sufficiente per la maggior parte dei decodificatori.

Pausa virgola (200–2000 ms)

La durata della pausa inserita da una virgola in una sequenza. Il valore predefinito è 500 ms.

Twist (da −4 a +4 dB)

Il twist è la differenza di livello tra i due toni di un segnale DTMF — per convenzione, il livello del gruppo alto meno quello del gruppo basso. I limiti dei ricevitori variano secondo la rete: le amministrazioni elencate in ITU-T Q.24 accettano differenze da 5 a 10 dB, e il criterio di AT&T accetta un gruppo alto fino a 4 dB sopra o 8 dB sotto il gruppo basso. Un twist positivo significa che il tono ad alta frequenza è più forte; negativo significa che il tono a bassa frequenza è più forte.

6. Esportazione WAV

Scaricare qualsiasi sequenza DTMF o tono telecom come file audio WAV standard. Il file esportato utilizza una frequenza di campionamento di 44,1 kHz e codifica PCM a 16 bit — la stessa qualità di un CD audio. Inserire la propria sequenza, regolare le impostazioni di temporizzazione secondo le proprie esigenze, quindi fare clic sul pulsante di download. Il file viene generato interamente nel browser — nulla viene inviato a un server.

7. I tasti A, B, C, D

La tastiera telefonica standard ha 12 tasti (0–9, *, #), ma il sistema DTMF ne definisce in realtà 16. I quattro tasti aggiuntivi — A, B, C e D — occupano una quarta colonna a 1633 Hz. Questi tasti furono originariamente progettati per il sistema telefonico militare statunitense AUTOVON (Automatic Voice Network), dove indicavano livelli di priorità delle chiamate: A = Flash Override (massima), B = Flash, C = Immediate, D = Priority.

8. Fonti & Standard

Il sistema DTMF è definito da standard internazionali di telecomunicazioni. I riferimenti chiave sono:

• ITU-T Recommendation Q.23. "Technical features of push-button telephone sets" — the DTMF frequency allocation and transmitter tolerances. ITU-T Q.23 (1988)
• ITU-T Recommendation Q.24. "Multifrequency push-button signal reception" — receiver criteria adopted by various administrations. ITU-T Q.24 (1988)
• ETSI ES 201 235-2. "Specification of Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) Transmitters and Receivers; Part 2: Transmitters" — European transmitter requirements. ETSI ES 201 235-2 (2000)
• Schenker, L. "Pushbutton Calling with a Two-Group Voice-Frequency Code," The Bell System Technical Journal, vol. 39, no. 1 — the original two-group code design. Schenker (1960)
• Wikipedia. "Dual-tone multi-frequency signaling" - Comprehensive overview of the DTMF system, frequencies, and history. Wikipedia — DTMF signaling
• Wikipedia. "Precise tone plan" - North American call-progress tones. Wikipedia — Precise tone plan