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摘要
数字信号处理(Digital Signal Processing)技术,从20世纪60年代以来,随着计算机科学和信息科学发展,数字处理技术应运而生并得以快速发展。
均衡器(Equalizer),是一种可以分别调节各种频率成分电信号放大量的电子设备,通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器
和声场的缺陷,补偿和修饰各种声源及其它特殊作用,一般调音台
上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电信号分别进行调节。 MATLAB语言具备高效、可及推理能力强等特点,是目前工程界流行最广泛的科学计算语言。MATLAB强大的运算和图形显示功能,可使信号与系统上机实验效率大大提高。特别是它的频谱分析和滤波器分析与设计功能很强,使数字信号处理工作变得十分简单,直观。本实验就是运用MATLAB设计均衡器。 关键词 MATLAB语言 原型滤波器 均匀滤波器组 均衡器
目 录
一 设计目的 1
二 设计要求 冷轧辊1
三 设计原理及方案 1
3.1设计原理 1
3.2设计方案及函数调用 2
四 软件流程 2
4.1设计的总体方案图 3
4.2程序流程图 4
五 调试分析 4
5.1均衡器频率响应分析 4
5.2均衡前后的信号对比分析 6
六 心得体会 7
一、 设计目的
充气攀岩理解混音效果和均衡器的原理,综合运用数字信号处理的理论知识进行回声信号产生器设计,再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现。
二、 设计要求
设计均衡器,使得得不同频率的混合音频信号,通过一个均衡器后,增强或削减某些频率区域,以便修正低频和高频信号之间的关系。
三、 设计原理及方案
3.1 设计原理
均衡器本质上是一个滤波器组,即多个滤波器的叠加。通过改变每个滤波器的增益,可以增强或削弱某一特定的频率成分,从而达到均衡的目的。
本次设计采用一个均匀滤波器组的结构来实现均衡器,如下图所示:
H0(z)为原型滤波器,将它在频域上移动kw0可以派生出一系列频率响应形状相同但中心频率不同的滤波器,这些滤波器组合在一起就是一个均匀的滤波器组。所以任一滤波器的频率响应为
Hk(ejw) = H0(ej(w-k*w0))
总的频率响应为
H(ejw) = ∑塑料炼油Hk(ejw) = ∑H0(ej(w-kw0))
在时域上,频域的移动相当于时域的冲激响应乘以因子,即
h正弦波发生器k(n) = h0(n)* ejkw0n
所以,整个滤波器组的冲激响应为
h(n) = ∑hk(n) = ∑h0(n)* ejkw0n
3.2 a7075方案及函数调用
在matlab中实现均衡器的大致方案为:先设计出一个原型的低通滤波器,再根据此滤波器计算出其余派生滤波器,最后将每个滤波器的幅度增益乘以相应的系数在线性叠加起来,各个系数是均衡器程序的输入参数,有用户手动输入。
本设计用到的matlab函数有下面这些:
1、B=firpm(N,F,A,W):根据Parks-McClellan算法编写的FIR滤波器设计函数,只要输入相
应的参数,包括阶数,通带频率和阻带频率等就可以产生一个最优化的FIR滤波器。本设计就是调用firpm函数产生原型低通滤波器。
2、Y = filter(B,A,X):filter函数通常用于计算滤波器的输出,B、A是滤波器传输函数的系数,X为输入信号向量,Y为滤波后输出的信号向量。
3、Sound(y,fs,bits);用于对声音的回放。向量y则就代表了一个信号(也即一个复杂的“函数表达式”)也就是说可以像处理一个信号表达式一样处理这个声音信号。
4、[H w] = freqz(b,a,N):freqz函数专门用来计算离散时间系统频率特性。输出变元H是系统的频率特性,它是一个N元的复数向量,输出变元w是数字频率分量,它把0到pi均分为N份。输入变元b和a分别为分子分母多项式的负幂系数向量。本设计调用高压软起freqz函数求滤波器的频率响应和分析语音信号的频谱特性。