基于频域滤波数字均衡器的设计

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基于频域滤波数字均衡器的设计

来源：本站整理作者：佚名 2011-04-02 16:52:08

在音频处理中，均衡器可以改变音频信号的频响特性，从而弥补信号在传输过程中的缺陷或是达到特定的声音处理效果。通常情况下，均衡器将音频处理信号(20～20 K)按一定的规律分为10段，15段，25段或31段来进行调节。
    常采用的均衡器算法是使用IIR或者FIR滤波器滤波的设计方法。这种方法有几个不足之处：IIR滤波器具有反馈回路，会出现相位偏差；FIR滤波器会造成很大的时间延迟，这对于实时滤波是非常不利的。另外，如果使用IIR或者FIR滤波器，所调节的频段越多，增加的滤波器的个数也越多，运算量也明显增大。而通过傅里叶变换设计均衡器，不但在滤波的过程中具有很大的优越性，不存在相位误差、时间延迟这些问题，对调节多段均衡程序运算量上也有明显的减少。另外，这段程序是在TMS320DM642上进行的，该芯片的特点就是可以进行快速的乘法运算，因此，卷积等运算可以在芯片上高速的运行。

1 设计原理
    均衡器的基本功能就是调节信号各段频率的强弱，从而弥补信号在传输过程中的缺陷或是达到特定的声音处理效果。因此为了达到这个目的，调节信号的各段频率可以将输入的信号进行以下处理：
    1)对输入的信号进行快速傅里叶变换，使得各个频段的信号分开；
    2)对需要变化的频点及其周围的频点进行相应的处理；
    3)将处理后的信号进行傅里叶反变换，得到最后需要的信号。

2 傅里叶变换
    快速傅里叶变换的时域抽取方法是将输入的信号按奇偶分开，打乱原来的顺序，之后进行蝶形运算，以保证输出的序列是按着时间顺序排列的。分解过程遵循两条规则：1)对时间进行偶奇分解，即码位倒置；2)对频率进行前后分解，即蝶形运算。
2．1 码位倒置
   将长度为Ⅳ的时域序列x(n)按n的奇偶分为两组，变成两个N／2序列

    码位倒置可以将输入数据依照奇偶分开，如表1所示。