Измерение THD + N с отслеживанием тональных сигналов
Этот пример показывает, как измерить общее гармоническое искажение и уровень шума аудио входных и выходных устройств.
Введение
Аудио входа и выхода устройства имеют нелинейный характер. Это вызывает гармонические искажения в аудиосигнале. Помимо нежелательных сигналов, которые могут быть гармонично связаны с сигналом, эти устройства могут также добавлять некоррелированный шум к аудиосигналу.
Total Harmonic Distortion and Noise (THD + N) определяет количество этих двух искажений. Это определяется как корневой средний квадратный (RMS) уровень всех гармоник и шумовых компонентов в заданной полосе пропускания. Уровень сигнала также задается как ссылка.
Измерение THD +
NЭтот пример представляет эталонную модель, которая может использоваться для измерений THD + N аудио входных и выходных устройств. Шаги, участвующие в измерении:
Сгенерируйте чистую синусоиду определенной частоты.
Воспроизведение сигнала через устройство выхода аудио и запись его через устройство входа аудио.
Из записанного сигнала идентифицируйте пик синусоиды. Это даст уровень RMS опорного сигнала.
Удалите идентифицированную синусоиду из зарегистрированного сигнала. Остается все нежелательное, и его RMS даст значение THD + N.
Этот пример соответствует стандарту AES17-1998 (r2004) [1] для измерения THD + N. Стандарт рекомендует синусоиду частоты 997 Гц. Он также рекомендует узкополосный фильтр, имеющий Q между 1 и 5, для фильтрации синусоиды из записанного сигнала. В этом примере используется значение Q 5.
The audioTHDNmeasurementexample модель реализует ссылку для измерения THD + N. Следуя стандарту AES17-1998 (r2004), источник синусоиды Test Tone генерирует частоту 997 Гц. Подсистема System Under Test является исполнительной подсистемой. По умолчанию он выбирает нелинейную модель, реализованную в Simulink для измерения THD + N. Чтобы выполнить измерение на аудио входе и выходе вашей машины, установите SUT переменная в базовом рабочем пространстве в THDNDemoSUT.AudioHardware.
Измерение осуществляется THD+N Measurement подсистема.
Двухдиапазонный контроллер
Система измерений в модели использует двухпиковый фильтр отслеживания, чтобы найти надрез в основном тоне теста. Это содержит генераторы сигналов, которые не синхронизируются с синхроимпульсом АЦП. Выходом этого блока является коэффициент центральной частоты узкополосного фильтра, который будет использоваться для извлечения тестового синусоидального тонального сигнала. Два пик-фильтра в контроллере реализованы с помощью dsp.NotchPeakFilter Системные объекты. Когда модель запускается, цикл обратной связи работает, чтобы настроить центральные частоты двух пиковых фильтров таким образом, чтобы выход заблокировался до пикового тонального сигнала входа.
Фильтр с узким пиком
Когда частота синусоиды будет идентифицирована, передайте ее в пиковый фильтр, чтобы извлечь тестовый тональный сигнал. Это будет использоваться, чтобы определить пиковый уровень тестового сигнала. Затем узкополосный фильтр использует ту же центральную частоту для удаления синусоиды. Оставшийся сигнал является суммой общего гармонического искажения и шума. Использование одной dsp.NotchPeakFilter для получения обоих - узкополосного и пикового выходов. Q-коэффициент этого фильтра выбран равным 5, что соответствует AES17-1998 стандарту.
THD + N компьютер
The THD+N Computer подсистема имитирует измеритель уровня сигнала. Он принимает выходы notch и peak и сглаживает их с помощью lowpass. Затем он преобразует уровень сигналов в дБ.
Можно запустить модель и увидеть обновление отображений с измеренной частотой синусоиды, уровнем THD + N в дБ и уровнем опорного сигнала в дБ.
Ссылки
[1] AES17-1998 «AES standard method for digital audio engineering - Measurement of digital audio equipment», Audio Engineering Society (1998), r2004.