Домашнее задание ЦОС (MotherRussia)

Посмотреть архив целиком



Московский государственный технический университет им н. Э. Баумана

Факультет «Информатика и системы управления»

Кафедра «Информационные системы и телекоммуникации»









Домашнее задание по курсу

«Цифровая обрабтока сигналов»

Проектирование цифрового графического эквалайзера

Вариант №6











Выполнил: Шимко М.В

Проверил: Недашковский В.М.

Группа ИУ3-51







Москва 2014

Задание

  1. Разработать цифровой графический эквалайзер звуковых частот со следующими характеристиками:

    1. Количество полос, N шт;

    2. Диапазон частот D Гц;

    3. Тип используемого фильтра, см. таблицу.

    4. Метод расчета фильтра, см. таблицу.

    5. Ослабление сигнала в полосе заграждения, As дБ;

    6. Диапазон регулирования коэффициента усиления Δ дБ;

    7. Шаг регулирования усиления 1 дБ;

При проектировании фильтров на фильтрах Чебышева и эллиптических фильтрах неравномерность сигнала в полосе пропускания принимать равной 0.001 дБ.

  1. Смоделировать работу эквалайзера в Simulink.

Сравнить спектры входного и выходного сигналов, убедиться в корректности работы эквалайзера.

Для наглядного представления результатов моделирования необходимо подобрать/создать звуковой файл с частотой дискретизации более чем в два раза превосходящей верхнюю частоту регулируемого диапазона.

  1. Разработать пользовательский графический интерфейс эквалайзера, позволяющий независимо регулировать коэффициент усиления каждого фильтра в заданном диапазоне.

  2. Сделать выводы.

Исходные данные:

Вар.

N, шт.

D, Гц

Тип фильтра

Метод проектирования

As, дБ

Δ дБ

15

6

300 - 3 400

БИХ

Чебышева 2 рода

120

10





























  1. Разобьем данный участок частот на 6 полос с равным количеством октав:

  • до 150 Гц

  • 150 Гц -450 Гц

  • 450 Гц -1050 Гц

  • 1050 Гц -2.25 кГц

  • 2.25 кГц – 4,65 кГц

  • 4,65 кГц и выше

Центральные частоты для данных полос

  • 75 Гц

  • 150 Гц

  • 300 Гц

  • 600 Гц

  • 1,2 кГц

  • 7,6 кГц соответственно.

  1. Спроектируем 5 БИХ фильтров в fdatool методом Чебышева 2 рода.

Пример проектирования фильтра НЧ с минимальным порядком:

Рис.1. Проектирование фильтра низких частот минимального порядка.



Получаем 6 фильтров с разными минимальными порядками:

Таблица 1. Минимальный порядок фильтров.

Фильтр

Порядок фильтра

Фильтр 1.

37

Фильтр 2.

50

Фильтр 3.

68

Фильтр 4.

96

Фильтр 5.

132

Фильтр 6.

110

Поскольку во время работы каждое звено фильтра вносит некоторую вычислительную задержку, то для синхронной работы эквалайзера будем использовать фильтры одинакового порядка. Следовательно, необходимо использовать фильтры не меньше 132 порядка. Результаты проектирования требуемых фильтров, включая АЧХ каждого фильтра, представлены ниже на рис. 2-7.

Рис.2. Проектирование фильтра низких частот порядка 132.

Рис.3. Проектирование 1-ого полосового фильтра порядка 132.

Рис.4. Проектирование 2-ого полосового фильтра порядка 132.

Рис.5. Проектирование 3-ого полосового фильтра порядка 132.

Рис.6. Проектирование 4-ого полосового фильтра порядка 132.

Рис.7. Проектирование фильтра высоких частот порядка 132.







  1. Ниже приведена схема моделирования 6-ти полосного эквалайзера в среде Simulink.

Рис. 8. Модель 6-ти полосного эквалайзера в среде Simulink.

Управление эквалайзером должно осуществляется с помощью графического интерфейса (рис. 9), разработанного в программе MATLAB GUIDE. Интерфейс позволяет независимо изменять коэффициент усиления каждой полосы эквалайзера в интервале от -10 дБ до +10 дБ с шагом 1 дБ.

Рис.9. Интерфейс эквалайзера.




Установим ползунки эквалайзера на 0 dB и сравним на спектр входного и выходного сигнала. Они должны быть одинаковые. Рис. 10


Рис. 10 Сравнение характеристик входного и выходного сигналов

(входной сигнал слева).


Поднимем последнюю полосу эквалайзера и опустим остальные четыре. Рис. 11

Рис. 11. Работа с эквалайзером









На характеристике выходного сигнала видим усиление в области высоких частот

и ослабление частот до 15 кГц. Рис. 12

Рис. 12. Сравнение характеристик входного и выходного сигналов

(входной сигнал слева).


Теперь поднимем средний ползунок, соответствующий центральной частоте 600 кГц и опустим остальные ползунки. Рис.13.

Рис. 13. Работа с эквалайзером

На характеристике выходного сигнала видим усиление полосы частот от 450 Гц до 1050 Гц и ослабление остальных частот. Рис. 14.

Рис. 14. Сравнение характеристик входного и выходного сигналов

(входной сигнал слева).

Аналогичные результаты получаются и при передвижении других ползунков.


Выводы:

С помощью пакета MatLab был построен цифровой графический эквалайзер,с помощью которого можно преобразовывать входящий аудиосигнал в желаемый.Выполненная работа позволила использовать полученные знания из курса цифровой обработки сигналов на практике.








Случайные файлы

Файл
85860.rtf
125658.rtf
2335.rtf
123487.rtf
ref Matilda.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.