Фильтры кроссовера динамика
Этот пример показывает, как разработать простую модель цифрового трехстороннего громкоговорителя. Система разделяет звуковой вход на низко-, средние и высокочастотные полосы, которые соответствуют соответственно woofer, драйверу среднего уровня и tweeter. Типичные значения для нормализованных частот среза, которые разделяют полосы значений рад/образец и рад/образец.
Создайте lowpass, полосно-пропускающие и высокочастотные фильтры, чтобы сгенерировать низкочастотные среднечастотные и высокочастотные полосы. Задайте частоты.
lo = 0.136; hi = 0.317;
Для каждого фильтра используйте модель Чебышева I 6-го порядка. Задайте неравномерность в полосе пропускания 1 дБ, больше, чем значение для реальных динамиков. The cheby1 функция удваивает порядок проектов полосы пропускания. Сделать все фильтры имеют одинаковый порядок путем уменьшения вдвое порядка полосно-пропускающего фильтра. Верните нули, полюса и усиление каждого фильтра.
ord = 6;
rip = 1;
[zw,pw,kw] = cheby1(ord,rip,lo);
[zm,pm,km] = cheby1(ord/2,rip,[lo hi]);
[zt,pt,kt] = cheby1(ord,rip,hi,'high');Визуализируйте нули и полюса фильтров.
zplane([zw zm zt],[pw pm pt]) lg = legend('Woofer','Midrange','Tweeter'); lg.Box = 'off';
Вуфер: нули в подавить высокие частоты. Полюса усиливают величину реакцию между и более низкую частоту среза.
Средний диапазон: нули в и подавить высокие и низкие частоты. Полюса усиливают величину реакцию между нижними и более высокими частотами среза.
Tweeter: нули в подавить низкие частоты. Полюса усиливают величину реакцию между более высокой частотой среза и .
Постройте график характеристик величины на единичной окружности, чтобы увидеть эффект различных полюсов и нулей. Используйте линейные модули. Представьте фильтры как секции второго порядка.
sw = zp2sos(zw,pw,kw); sm = zp2sos(zm,pm,km); st = zp2sos(zt,pt,kt); nf = 1024; [hw,fw] = freqz(sw,nf,'whole'); hm = freqz(sm,nf,'whole'); ht = freqz(st,nf,'whole'); plot3(cos(fw),sin(fw),[abs(hw) abs(hm) abs(ht)]) xlabel('Real') ylabel('Imaginary') view(75,30) grid
Постройте график откликов величины в дБ с помощью fvtool.
hfvt = fvtool(sw,sm,st); legend(hfvt,'Woofer','Mid-range','Tweeter')
Загрузите аудио файла, содержащее фрагмент Hallelujah Chorus Генделя, выбранный с частотой дискретизации 8192 Гц. Разделите сигнал на три полосы частот путем фильтрации. Постройте графики полос.
load handel % To hear, type soundsc(y,Fs) yw = sosfilt(sw,y); % To hear, type soundsc(yw,Fs) ym = sosfilt(sm,y); % To hear, type soundsc(ym,Fs) yt = sosfilt(st,y); % To hear, type soundsc(yt,Fs) plot((0:length(y)-1)/Fs,[yw ym yt]) xlabel('Time (s)')
% To hear all the frequency ranges, type soundsc(yw+ym+yt,Fs)Ссылки
Orfanidis, Sophocles J. Введение в обработку сигналов. Englewood Cliffs, Нью-Джерси: Prentice Hall, 1996.