Весовой фильтр

Фильтр взвешенной частотной характеристики

развернуть все на странице

Библиотека:
Панель/фильтры звуковых инструментов

Описание

Блок взвешивающего фильтра выполняет взвешенную по частоте фильтрацию независимо по каждому входному каналу.

Порты

Вход

развернуть все

`Port_1` - Входной сигнал
матрица | вектор 1-D

Матричный вход - каждый столбец входа рассматривается как независимый канал.
1-D vector input - Вход обрабатывается как один канал.

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

`Port_1` - Выходной сигнал
матрица

Блок взвешивающего фильтра выводит сигнал того же типа данных, что и входной сигнал. Размер выходного сигнала зависит от размера входного сигнала:

Матричный вход - блок выводит матрицу того же размера и типа данных, что и входной сигнал.
1-D vector input - Блок выводит матрицу N-by-1 (вектор столбца), где N - количество элементов в векторе 1-D.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Если параметр указан как настраиваемый, его значение можно изменить во время моделирования.

`Weighting method` - Тип взвешивания частоты
`A-weighting` (по умолчанию) | `C-weighting` | `K-weighting`

Определение весовых кривых см. в разделах A-Weighting, C-Weighting и K-Weighting.

Настраиваемый: Нет

`Inherit sample rate from input` - Указать источник входной частоты дискретизации
`off` (по умолчанию) | `on`

При выборе этого параметра блок наследует частоту дискретизации от входного сигнала. При сбросе этого параметра частота дискретизации задается в поле Частота дискретизации на входе (Гц).

Настраиваемый: Нет

`Input sample rate (Hz)` - Частота выборки входных данных
`44100` (по умолчанию) | `positive scalar`

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите параметр Inherit sample rate от входного параметра.

`Simulate using` - Укажите тип выполняемого моделирования
`Code generation` (по умолчанию) | `Interpreted execution`

Code generation - Моделирование модели с использованием сгенерированного кода C. При первом запуске моделирования Simulink ® генерирует код C для блока. Код C используется повторно для последующего моделирования, если модель не изменяется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но скорость последующего моделирования быстрее, чемInterpreted execution.
Interpreted execution - Моделирование модели с помощью интерпретатора MATLAB ®. Эта опция сокращает время запуска, но имеет более низкую скорость моделирования по сравнению с Code generation. В этом режиме можно отладить исходный код блока.

Настраиваемый: Нет

`Mask for attenuation limits` - Создает маску для визуализации отклика фильтра
`No mask` (по умолчанию) | `Class 1` | `Class 2`

Пределы затухания маски определены в стандарте IEC 61672-1: 2002.

Если маска зеленая, конструкция соответствует требованиям.
Если маска красного цвета, конструкция нарушает соответствие.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Weighting method значение A-weighting или C-weighting.

`Visualize filter response` - Открытый график для визуализации характеристики величины и маски соответствия
кнопка

Для вычисления амплитудной характеристики используется 2048-точечное БПФ.

Настраиваемый: Да

Примеры модели

Применить взвешивание частоты

Проверьте блок фильтра весов в модели Simulink ® и параметры настройки.

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `single`
Прямой проход	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`
Обнаружение пересечения нулей	`no`

Подробнее

развернуть все

A-взвешивание

A-кривая представляет собой широкий полосовой фильтр, центрированный на частоте 2,5 кГц, с затуханием приблизительно 20 дБ на частоте 100 Гц и затуханием 10 дБ на частоте 20 кГц. Взвешенные по шкале SPL измерения уровня шума все чаще встречаются в литературе по продажам бытовой техники. В большинстве стран использование А-взвешивания предписано для защиты работников от шумовой глухоты. Стандарты ISO и ICOA предписывают взвешивание A для всех измерений шума гражданских воздушных судов.

ANSI S1.42.2001 [1] определяет эту весовую кривую. Стандарт IEC 61672-1: 2002 [2] определяет минимальные и максимальные пределы ослабления для фильтра A-weighting.

ANSI S1.42.2001 определяет весовую кривую путем задания аналоговых полюсов и нулей. Аудио Toolbox™ преобразует указанные полюса и нули в цифровую область с помощью билинейного преобразования:

C-взвешивание

C-кривая является «плоской», но с ограниченной полосой пропускания: она имеет углы -3 дБ при 31,5 Гц и 8 кГц. C-кривые используются в измерителях уровня звука для звуков, которые громче, чем звуки, предназначенные для фильтров A-weighting.

ANSI S1.42-2001 [1] определяет кривую весового коэффициента C. Стандарт IEC 61672-1: 2002 [2] определяет минимальные и максимальные пределы ослабления для фильтров С-весов.

ANSI S1.42.2001 определяет весовую кривую путем задания аналоговых полюсов и нулей. Audio Toolbox преобразует указанные полюса и нули в цифровую область с помощью билинейного преобразования:

K-взвешивание

Фильтр K-взвешивания используется для нормализации громкости при широковещании. Он состоит из двух ступеней фильтрации: полочного фильтра первой ступени и фильтра верхних частот второй ступени.

Эта кривая определяется стандартом ITU-R BS.1770-4 [3].

Предположим, фильтр второго порядка.

В таблице приведены коэффициенты для фильтров.

Коэффициенты полки первой ступени	Коэффициенты верхних частот второй ступени
$_{} a1 =−1.69065929318241$	$_{} a1 =−1.99004745483398$
$_{} a2=0.73248077421585$	$_{} a2=0.99007225036621$
$_{} b0=1.53512485958697$	$_{} b0=1.0$
$_{} b1 =−2.6916918940638$	$_{} b1 =−2.0$
$_{} b2=1.19839281085285$	$_{} b2=1.0$

Коэффициенты, представленные ITU-R BS.1770-4, определены для 48 кГц. Эти коэффициенты повторно вычисляются для нестандартных скоростей дискретизации с использованием алгоритма, описанного в [4].

Ссылки

[1] Акустичное общество Америки. Расчетный отклик весовых сетей для акустических измерений. ANSI S1.42-2001. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Американский национальный институт стандартов, 2001 год.

[2] Международная электротехническая комиссия. Электроакустичные измерители уровня звука Часть 1: Технические характеристики. Первое издание. МЭК 61672-1. 2002-2005.

[3] Международный союз электросвязи. Алгоритмы измерения громкости аудиопрограмм и уровня звука истинного пика. BS.1770-4 ITU-R. 2015.

[4] Мэнсбридж, Стюарт, Соирс Финн и Джошуа Д. Рейсс. «Реализация и оценка автономного многопутевого управления Fader». Доклад, представленный на 132-й конференции Общества аудиотехники, Будапешт, Венгрия, 2012 год.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Измеритель громкости | loudnessMeter | Октавный фильтр | octaveFilter | weightingFilter

Представлен в R2016b

Документация

Весовой фильтр

Описание

Порты

Вход