1 / 49

Parametrisk equalizer

Parametrisk equalizer. Fremlæggelse af gruppe 641 23. juni 2004. Fremlæggelsesplan. Kim Ngo Indledning Kim Nørmark Lydtryksmåler Mikkel Purup Filteralgoritme Andreas Gregers Frekvensanalyse Thomas Thorsen Talrepræsentation Casper Bonde Afslutning. Indledning. Kim Ngo.

kamran
Download Presentation

Parametrisk equalizer

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Parametrisk equalizer Fremlæggelse af gruppe 64123. juni 2004

  2. Fremlæggelsesplan • Kim Ngo • Indledning • Kim Nørmark • Lydtryksmåler • Mikkel Purup • Filteralgoritme • Andreas Gregers • Frekvensanalyse • Thomas Thorsen • Talrepræsentation • Casper Bonde • Afslutning

  3. Indledning Kim Ngo

  4. Parametrisk equalizer • Grafisk equalizer • Fast inddeling af frekvensbånd • Fastdefineret bredde • Parametrisk equalizer • Variabelt inddeling af frekvenbånd • Varierende bredde • Filtertype • Antal af filter

  5. Eksterne tilslutninger

  6. Opbygning af systemet

  7. Analog hardware

  8. Digital equalizer filter • Peakfilter og shelffilter • Implementeres på DSP • Indstillingsparametre • Centerfrekvens • Bredde (Peakfilter) • Gain • Mastergain

  9. DSP-firmware • Equalizer • Modtage samples • Filtrering af samples • Afspilning af samples • Lydtryksmåling • Måle lydtrykket • Sende lydtryk til pc • Frekvensanalyse • Måle frekvenskarakteristik • Kommunikation med pc

  10. Grafisk Brugerflade

  11. Lydtryksmåler Kim Nørmark

  12. Lydtryksmåler

  13. IEC61672-1

  14. A-vægtningsfilter

  15. Sallen-Key 2. ordens højpas,dbl. nulpkt i 0 Hz,dbl. pol i 20,6 Hz. To 1. ordens højpas,nulpkt i 0 Hz,pol i 107,7 / 737,9 Hz. 2. ordens lavpas,dbl. pol i 12194 Hz

  16. Root mean square (rms)

  17. Direkte beregning • Dyrt og kompliceret design.2 multipliere + integrator. • Begrænset dynamikområde. Output: 100000:1 (0,001 – 100 V)Input: 100:1 (0,1 – 10 V)

  18. Tilbagekobling (log-antilog)

  19. Filteralgoritme Mikkel

  20. Implementering af differensligning Y[n] = b0x[n] + b1x[n-1] + b2x[n-2] + (a1/2)y[n-1] + (a1/2)y[n-1] + a2y[n-2] • På grund af filtreringsinstruktioner ændres fortegn på a-koefficienterne. • a1 er halveret og akkumuleres to gange på grund af skalering.

  21. Illustrering af filtreringsalgoritme ZALR NUL LT X2R1 MPY *+ LTD X1R1 MPY *+ LTD X0R1 MPY *+ LTA Y2R1 MPY *+ LTD Y1R1 MPY *+ LTA X2R2 MPYA *+ SACH Y1R1 SACH X0R2 ACC = ACC+P ACC = 0

  22. Nuværende instruktionstid Handling Instruktioner Sæt continuos mode 1 Gem kontekst 13 Indlæsning af sample 6/7 Filtrering af 1. 2. og 3. 45 Filtrering af sidste sektion 12 Output til codec 5 Genskab kontekst 13 Return 4 I alt 99/100 • Herudover bruger interruptrutinen 6+3 instruktioner, hvilket bringer antallet af instruktioner for en stereosample op på 217.

  23. Handling Instruktioner Sæt continuos mode 1 Gem kontekst 13 Indlæsning af sample 6/7 Filtrering af 1. 2. og 3. 45 Filtrering af sidste sektion 12 Output til codec 5 Genskab kontekst 13 Return 4 I alt 99/100 Herudover bruger interruptrutinen 6+3 instruktioner, hvilket bringer antallet af instruktioner for en stereosample op på 217. Handling Instruktioner Sæt continuos mode 1/0 Gem kontekst 13/0 Indlæsning af sample 4/4 Filtrering af 1. 2. og 3. 45 Filtrering af sidste sektion 12 Output til codec 5 Genskab kontekst 13/0 Return 4/0 I alt 97/66 Hvis D/M fjernes fra systemet, vil det formindske antallet af instruktioner for en stereosample til 169. Hvilket giver 48 flere instruktioner. Optimering af filteralgoritme

  24. Frekvensanalyse Andreas

  25. Formål • At kunne måle frekvenskarakteristikken for equalizeren, højttalerne samt lytterummet ved hjælp af et sinussweep • Visuel frekvensrespons • Dermed bliver det lettere for brugeren at tilpasse audiosystemmet til højttalerne og rummet

  26. Virkemåde • Sinussignal genereres i DSP'en på baggrund af en tabel • Filtrering af signalet med de givne filtre • Filtreret signal udsendes i begge kanaler • Audiosignalet opfanges via lydtryksmåleren • Den næste sinusfrekvens genereres osv.

  27. Blokdiagram over virkemåde • A-vægtet frekvensrespons • Vanskelig at tolke

  28. Forskellig opløsning • Frekvensresponsen kan foretages med forskellig opløsning • Fra 1 til 30 punkter per oktav • Tydelig A-vægtning på frekvenskarak-teristikken

  29. Equalisering ud fra frekvensanalyse • Frekvensanalyse med 10 pkt/oktav • Med alle filtre nulstillet • Forsøg på at equalizere audiosystemet

  30. Blokdiagram over ideel virkemåde • Ikke A-vægtet frekvensrespons • Lettere at tolke korrekt

  31. Talrepræsentation Thomas

  32. Talrepræsentation DSP Processors Fixed-Point Floating-Point 16-bit 20-bit 24-bit 32-bit TMS320C26 IEEE 754 Other Kilde: DSP Processor Fundamentals: Architectures and Features

  33. Koefficientkvantisering • Kun et endeligt antal diskrete nulpunkt- og polplaceringer er realiserbare. • Kvantisering af koefficienter giver ændringer i filterkarakteristik.

  34. Koefficientkvantisering • Brugerfladen viser det realiserede og det ideelle filter. • Skalering er baseret på ideelle filtere. Realiseret Ideel

  35. Filterberegninger Beregn ideelle koefficienter Ideelt filter Beregn Skalerings- faktorer Ideelt skaleret filter Kvantiser filter- koefficienter Kvantiseret approximation af ideelt skaleret filter

  36. 1 × = × S K 1 1 × S K × = 1 1 × S K 2 2 × = S K 4 2 2 Beregning af skaleringsfaktorer • Ændres skaleringsfaktoren, Påvirkes hele filterbanken. +6dB 0dB - 6dB 0,2 0,2 0,8 0,2 0,2 0,8 Endeligt gain: 1 1 4,0 1,2 0,4 1,0 0,3 0,1 2 2

  37. Koefficientkvantisering • Det er ikke trivielt at udvikle en algoritme der forhindrer overflow som følge af koefficientkvantisering. • Ved at anvende en større ordlængde kan problemet minimeres. • 20bit mindsker problemet. • 24bit eliminerer problemet.

  38. Kvantiseringsstøj 16bit 16bit 32bit  16bit

  39. Kvantiseringsstøj e1 e2 e3 e4 x[n] y[n] + e • Kvantiseringsstøj akkumuleres gennem filtere: e = e1 + e2 + e3 + e4 • e1 til e3 kan minimeres ved at anvende en større ordlængde.

  40. Talrepræsentation • Repræsentation af filterkoefficienter i 16bit giver problemer ved koefficientkvantisering. • Med 24bit repræsentation elimineres problemet med koefficientkvantisering. • Med 24bit repræsentation formindskes kvantiseringsstøjen betydeligt.

  41. Afslutning Casper

  42. Accepttest • Test områder: • Filter frekvenskarakteristik: • Overensstemmelse mellem teoretiske filtre og de implementerede? • Lydtryksmåling: • Er systemet i stand til at måle korrekt lydtryk inden for 60-80 dB? • Frekvenskarakteristikanalyse: • Er det muligt at måle frekvenskarakteristikken for det equalizerede audiosystem?

  43. Filter frekvenskarakteristik

  44. Filter frekvenskarakteristik

  45. Lydtryksmåling • Lydtryksområde: 60-80 dB. • Test lyd: Pink noise. • Midlet over 100 målinger. • Maksimal afvigelse: 0,6 dB

  46. Frekvenskarakteristikanalyse

  47. Konklusion • 4 brugerdefinerede filtre. • Live opdatering af koefficienter. • Lydtryksmåling (max. afvigelse 0,6 dB). • Frekvenskarakteristik vha. sinussweep. • Accepttest godkendt. • Indstille filtre. • Måle a-vægtet lydtryk. • Måle audiosystemets frekvenskarakteristik.

  48. Perspektivering • Tiltag fra fremlæggelsen. • Optimering af filtreringsalgoritmen  Flere filtrer. • Frekvensanalyse uden a-vægtningsfilter. • 24 bit koefficienter og signalbehandling. • Andre perspektiver. • Studie projekt. • Moderne DSP. • Nyere Kommunikationsinterface. • Stand alone enhed til Hi-fi anlæg. • Ingen PC tilsluttet ved normal drift • Gemmer koefficienter mv. • Fjerne overflødig HW til udvikling

  49. Demonstration

More Related