摘要
本文的数字均衡器以MATLAB为设计平台，有.wav文件的获取、滤波、保存和播放功能。在对声音文件进行基本波形分析和频率分析的基础上，增加了高通、低通、带通和带阻滤波的功能，并有8段均衡器可对声音信号进行调节后保存播放。 关键词：滤波器、数字均衡器、傅立叶反变换
第一章 概述
1.1 均衡器简介
均衡器是一种用来对频响曲线进行调节的音频设备，换名话说，均衡器能对不同频率的声音信号中过多的频率成分。因此，它能补偿由于各种原因造成的信号欠缺的频率成分，也能抑制信号中过多的频率成分。例如，均衡器可以抑制频率为60~250Hz的低频交流声，也可以抑制频率为6~12kHz的高频噪声；利用均衡器还可以进行音调调节和音加工。均衡器的原意是将传输系统中不平衡的频率特性用相反的特性曲线进行频率均衡，在此基础上增加了音加工和美化的功能。均衡器的作用主要如下。
①校正各种音频设备产生的频率失真，以获得平坦响应。
②光纤光栅压力传感器改善室内声场，改善由于房间共振特性或吸声特性不均匀而造成的传输增益（频率）失真，确保其频率特性平直。
③抑制声反馈，提高系统传声增益，改善扩声音质。
④提高语言清晰度和自然度。
⑤在音响艺术创作中，用于刻画乐器和演员的音个性，提高音响艺术的表现效果。
均衡器的种类很多，但基本上工作原理都是相同的。它们都是将音频信号的全频带（20Hz~20kHz）或全频带的主要部分，按一定的规律分成几个甚至几十个频点（也称频段），再利用LC串联谐振的选频特性，分别进行提升或衰减，从而获得所希望的频率校正曲线。
运用数字滤波器组成的均衡器称为数字均衡器，数字均衡器即可作成图示EQ，有可做成参量EQ，还可以做成两者兼有的EQ，它不仅各项性能指标优异，操作方便，而且还可同时
储存多种用途的频响均衡特性，供不同节目要求选用，可多至储存99种频响特性曲线。SONY的SRP-E300是一款多功能2通道的数字均衡器具有10段参量均衡和29段图示均衡，可同时或独立工作，带有限制器和噪声门功能，高精度的48kHz取样，20比特线性模数/数模转换；带有模拟和数字输入/输出；RS-232C C接口，可用于外部遥控，它的出现会逐步淘汰普通的模拟均衡器，是一款专业音频扩声领域具有极高性价比的产品。
另在网上搜得多款数字均衡器，比较典型的有一款型号为xb-66012的数字均衡器，如图1-1所示。它的性能特点如下：
微电脑控制，轻触式操作；14段数控图示均衡；5种均衡模式记忆；内置噪声门及压限器；电平指示，一目了然。
图1-1 xb-66012数字均衡器诱捕黄鳝
另外，我们经常用的还有wimap播放器，以及千千静听等常用音乐播放软件都有均衡器的功能，界面如图1-2所示。
图1-2 千千静听播放器中的均衡器
1.2 数字均衡器的设计要求
本设计是以MATLAB为开发平台，要实现的目的是：
过线槽1、WAV声音信号获取；
2、八段数字均衡器的设定；
3、对声音信号进行滤波；
4、对声音信号进行保存；
5、播放声音信号。
八段滤波器能够对以下几个频率段进行滤波，的音感特征如下所示：30~100Hz（沉重）；100~200Hz（丰满）；200~500Hz（力度）；500~1KHz（明朗）；1K~2KHz（透亮）；2K~4Kz（尖锐）；吊炕4K~8Kz（清脆）；8K~16Kz（纤细）。可以调出不同的音效，有很广泛的应用。
第二章 技术路线
2.1 相关原理
2.1.1 数字滤波器的基本概念
数字滤波器（Digital Filter，简称DF）是数字信号处理的重要基础，在对信号的过滤、检测与参数估计等处理过程中，它是使用最为广泛的一种线性系统。数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的、用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统。其输入是一组（由模拟信号取样和量化的）数字量，其输出是经过数字变换的另一组数字量。数字滤波具有稳定性高、精度高、灵活性大等突出优点。
数字滤波器的数学运算通常有两种实现方式。一种是频域法，即利用FFT快速运算办法对输入信号进行离散傅立叶变换，分析其频谱，然后根据所希望的频率特性进行滤波，再利用傅立叶反变换恢复出时域信号。这种方法具有较好的频域选择性和灵活性，并且由于信号频率与所希望的频谱特性是简单的相乘关系，所以它比计算等价的时域卷积要快得多。另一种方法是时域法，这种方法是通过对离散抽样数据做差分数学运算来达到滤波目的的。
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本文用的是前一种方法。
2.1.2 滤波器的原理
滤波器就是对系统的输入信号进行滤波。输入x(n)和输出y(n)之间的关系是脉冲响应h(n)，即
公式2-1
如果滤波器的输入输出都为离散信号，那么该滤波器的脉冲响应也应该是离散信号，这样滤波器就成为了数字滤波器。
上面的系统为时域离散系统时，其频域特性为
公式2-2
其中、分别是数字滤波器的输出序列和输入序列的频域特性，是数字滤波器的频域响应。可以看出，输入序列的频谱经过滤波后变成了；因此按照输入信号频谱的特点和处理信号的目的适当选择，使得滤波后的满足设计性能要求。
在MATLAB中主要有Filter函数、Filtfilt函数等滤波函数。重点介绍一下Filter函数，在本设计中有较多的应用。药盒印刷
Filter函数
该滤波器的标准差分方程为
公式2-3
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