第一部分均衡器介绍 从理论上，我们找到了消除码间串扰的方法，即使用亟待系统的传输总特性H(f)满足乃奎斯特第一准则。但实际实现时，由于难免存在滤波的设计误差和信道特性的变化，无法实现理想的传输特性，故在抽样时刻上总会存在一定的码间串扰，从而导致系统性能的下降。为了减小码间串扰的影响，通常需要在系统中插入一种可调滤波器来校正或补偿系统特性。这种起补偿作用的滤波器称为均衡器。 均衡器的种类很多，但按研究的角度和领域，可分为频域均衡器和时域均衡器两大类。频域均衡器是从校正系统的频率特性出发的，利用一个可调录波器的平率特性去补偿信道或系统的频率特性，使包括可调滤波器在内的基带系统的总特性接近无失真传播条件；时域均衡器用来直接校正已失真的响应波形，使包括可调滤波器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。 频域均衡在信道特性不变，且在传输低速数据时是适用的。而时域均衡可以根据信道特性的变化进行调整，能够有效地减小码间串扰，故在数字传输系统中，尤其是高速数据传输中得以广泛应用。 第二部分均衡器原理介绍 信道均衡器，用于均衡在传输信道上接收的信号，所述信道均衡器包括：前馈滤波器，对接收的信号进行滤波；电平确定单元，基于前馈滤波器的输出信号的振幅来在多个预定的振幅电平中确定第一电平值；误差计算单元，基于前馈滤波器的输出信号的振幅和第一电平值来计算第一误差值，并将第一误差值输出到前馈滤波器，以使前馈滤波器使用第一误差值来更新其抽头系数。这样，在信道均衡中，所述信道均衡器能够通过使用接收到的信号的振幅来与相位误差无关地进行操作，从而可以对信道均衡器进行各种设计而不管载波恢复操作和信道均衡操作的顺序如何。 信道均衡是一种减轻由一个频率选择性和所造成的不利影响的简单方法，或发送者和接收者之间的通信链路色散。此演示，所有信号都假定有数字基带特性。在信道均衡的训练阶段，一个数字信号s[n]已知是发送和接收是由发射器向接收器发送。收到的信号x [n]
东北大学 研究生考试试卷 考试科目： 课程编号： 阅卷人: 考试日期： 姓名：xl 学号： 注意事项 1.考前研究生将上述项目填写清楚. 2.字迹要清楚,保持卷面清洁. 3.交卷时请将本试卷和题签一起上交. 4.课程考试后二周内授课教师完成评卷工作,公共课成绩单与试卷交研究生院培养办公室, 专业课成绩单与试卷交各学院,各学院把成绩单交研究生院培养办公室. 东北大学研究生院培养办公室
数字滤波器设计 技术指标： 通带最大衰减： =3dB ， 通带边界频率： ＝100Hz 阻带最小衰减： ＝20dB 阻带边界频率： ＝200Hz 采样频率：Fs=200Hz 目标： 1、根据性能指标设计一个巴特沃斯低通模拟滤波器。 2、通过双线性变换将该模拟滤波器转变为数字滤波器。 原理： 一、模拟滤波器设计 每一个滤波器的频率范围将直接取决于应用目的，因此必然是千差万别。为了使设计规范化，需要将滤波器的频率参数作归一化处理。设所给的实际频 率为Ω（或f ），归一化后的频率为λ，对低通模拟滤波器令λ＝p ΩΩ/，则1 =p λ， p s s ΩΩ=/λ。令归一化复数变量为p ，λj p =，则p p s j j p Ω=ΩΩ==//λ。所以巴 特沃思模拟低通滤波器的设计可按以下三个步骤来进行。 (1)将实际频率Ω规一化 (2)求Ωc 和N 11010/2-=P C α s p s N λααlg 1 10 110lg 10 /10/--= 这样Ωc 和N 可求。 p x fp s x s f
根据滤波器设计要求＝3dB ，则C ＝1，这样巴特沃思滤波器的设计就只剩一个参数N ，这时 N p N j G 222 )/(11 11)(ΩΩ+= += λλ (3)确定)(s G 因为λj p =，根据上面公式有 N N N p j p p G p G 22)1(11 )/(11)()(-+= += - 由 0)1(12=-+N N p 解得 )221 2exp(πN N k j p k -+=，k ＝1，2， (2) 这样可得 1 )21 2cos(21 ) )((1 )(21+-+-= --= -+πN N k p p p p p p p G k N k k 求得)(p G 后，用p s Ω/代替变量p ，即得实际需要得)(s G 。 二、双线性变换法 双线性变换法是将s 平面压缩变换到某一中介1s 平面的一条横带里，再通过标准变换关系)*1exp(T s z =将此带变换到整个z 平面上去，这样就使s 平面与z 平面之间建立一一对应的单值关系，消除了多值变换性。 为了将s 平面的Ωj 轴压缩到1s 平面的1Ωj 轴上的pi -到pi 一段上，可以通过以下的正切变换来实现： )21 tan(21T T Ω= Ω 这样当1Ω由T pi -经0变化到T pi 时，Ω由∞-经过0变化到∞+，也映射到了整个Ωj 轴。将这个关系延拓到整个s 平面和1s 平面，则可以得到
自适应均衡算法LMS研究 一、自适应滤波原理与应用 所谓自适应滤波器，就是利用前一时刻已获得的滤波器参数等结果，自动地调节现时刻的滤波器参数，以适应信号和噪声未知的或随时间变化的统计特性，从而实现最优滤波。根据环境的改变，使用自适应算法来改变滤波器的参数和结构。 1.1均衡器的发展及概况 均衡是减少码间串扰的有效措施。均衡器的发展有史已久，二十世纪60年代前，电话信道均衡器的出现克服了数据传输过程中的码间串扰带来的失真影响。但是均衡器要么是固定的，要么其参数的调整是手工进行。1965年，Lucky在均衡问题上提出了迫零准则，自动调整横向滤波器的权系数。1969年，Gerhso和Porkasi，Milier分别独立的提出采用均方误差准则(MSE)。1972年，ungeboekc将LMS算法应用于自适应均衡。1974年，Gedard 在kalmna滤波理论上推导出递推最小均方算法RLS(Recursive least-squares)。LMS类算法和RLS类算法是自适应滤波算法的两个大类。自适应滤波在信道均衡、回波抵消、谱线增强、噪声抑制、天线自适应旁瓣抑制、雷达杂波抵消、相参检测、谱估计、窄带干扰抑制、系统辨识、系统建模、语音信号处理、生物医学、电子学等方面获得广泛的应用。 1.2均衡器种类 均衡技术可分为两类：线性均衡和非线性均衡。这两类的差别主要在于自适应均衡器的输出被用于反馈控制的方法。如果判决输出没有被用于均衡器的反馈逻辑中，那么均衡器是线性的；如果判决输出被用于反馈逻辑中并帮助改变了均衡器的后续输出，那么均衡器是非线性的。
LMS RLS 快速RLS 平方根RLS 梯度RLS LMS RLS 快速RLS 平方根RLS 梯度RLS LMS RLS 快速RLS 平方根RLS 算法图1.1 均衡器的分类 1.3自适应算法LMS算法 LMS算法是由widrow和Hoff于1960年提出来的,是统计梯度算法类的很重 要的成员之一。它具有运算量小,简单,易于实现等优点。 LMS算法是建立在Wiener滤波的基础上发展而来的。Wiener解是在最小均方误差(MMSE)意义下使用均方误差作为代价函数而得到的在最小误差准则下的最优解。因其结构简单、稳定性好,一直是自适应滤波经典有效的算法之一,被广泛应用于雷达、通信、声纳、系统辨识及信号处理等领域。 1.3.1 MSE的含义 LMS 算法的推导以估计误差平方的集平均或时平均（即均方误差，MSE）为基础。下面先介绍MSE的概念。 设计一个均衡系统如下图所示：
实验一 交叉耦合滤波器设计与仿真 一、 实验目的 1.设计一个交叉耦合滤波器 2.查看并分析该交叉耦合滤波器的S 参数 二、 实验设备 装有HFSS 13.0软件的笔记本电脑一台 三、 实验原理 具有带外有限传输零点的滤波器，常常采用谐振腔多耦合的形式实现。这种形式的特点是在谐振腔级联的基础上，非相邻腔之间可以相互耦合即“交叉耦合”，甚至可以采用源与负载也向多腔耦合，以及源与负载之间的耦合。交叉耦合带通滤波器的等效电路如下图所示。在等效电路模型中，e1表示激励电压源，R1、R2分别为电源内阻和负载电阻，ik （k=1,2,3,…,N ）表示各谐振腔的回路电流，Mij 表示第i 个谐振腔与第k 个谐振腔之间的互耦合系数(i,j=1,2,…,N ，且i ≠j)。在这里取ω0=1，即各谐振回路的电感L 和电容C 均取单位值。Mkk （k=1,2,3,…,N ）表示各谐振腔的自耦合系数。 n 腔交叉耦合带通滤波器等效电路如下图所示: ...1F 1/2H 1/2H 1/2H 1/2H 1/2H 1/2H 1H 1F 1F 1F ...i 1 i 2 i k i N i N M N ,1M k 1M kN M N 1 ,2-M 12 M k 2M N k 1 ,-M N N ,1-e 1 R 1 R 2 1F 1H 这个电路的回路方程可以写为 ?? ? ??? ? ?? ? ???????????????????????? ? ?? ???++=????????????????????---------N N N N N N N N N N N N n N N N N N i i i i i R s jM jM jM jM jM s jM jM jM jM jM s jM jM jM jM jM s jM jM jM jM jM s R e 13212,1321,11,31,21,131 ,3231321,22312 11,11312110000M Λ ΛM M ΛM M M ΛΛΛM 或者写成矩阵方程的形式：I R M sU ZI E )(0++==j
均衡器的调试技巧.txt今天心情不好。我只有四句话想说。包括这句和前面的两句。我的话说完了对付凶恶的人，就要比他更凶恶；对付卑鄙的人，就要比他更卑鄙没有情人味，哪来人情味拿什么整死你，我的爱人。收银员说：没零钱了，找你两个塑料袋吧！均衡器的调试技巧 均衡器（EQUALSER）是对声信号频率响应反应及振幅进行调整的电声处理设备。它可以改变声与谐波的成份比、频响特性曲线、频带宽度等。频率均衡器广泛用于各种音响系统，如厅堂扩音放音系统、广播录音系统以及家庭音响系统。在录音（指同期录音和多轨前期录音）和后期加工（指现成录音节目二度均衡和多轨录音后期制作）中对美化声音起到广泛的作用。例如：（a）弥补频响缺陷；（b）弥补声源音质音色缺陷；（c）突出乐器特色或改变乐器音色；（d）平衡乐队中各个声部的响度；（e）提高音乐信号的丰满度、明亮度和清晰度；（f）增加临场感，调整演奏层次；（g）缓解声部间串音，衰减泄露频率；（h）去除噪声及干扰声，提高信噪比；（I）修正听音环境频响缺陷，均衡室内频响—可以说，均衡器是录音师和音响师工作中最重要的调音工具。也是我们语音工作者改善语音音色的最重要的工具。 一均衡器种类特性简介 无论何种均衡器，其功能都是通过音频频率（AUDIO FREQUENEY）滤波处理实现对放大器的频率响应（AUDIO RESPONSE）进行调整。这种调整可以使某些频率的声音响度大于或小于其它频率的声音，使某一频率的电平提升或衰减若干分贝的作法即为频率均衡（EQUALSATIOM），简称EQ。均衡器对频率的提升（BOOS）衰减（FADE）有两种方式：一种是搁架形方式（SHELVING）；另一种方式是峰谷形方式（PEAK SLAP AND DIP）。这两种方式的名称由对频率提升衰减的频响曲线形态而得名(还有一种分类是分为图示均衡器和参数均衡器)。下面我们对这两种方式进一步讨论。 所谓搁架形方式，实际上是将信号分频处理，一部分频率直接通过，另一部分频率（高度段或低频段）得到衰减，从而达到对声音中某段频率的相对提升或衰减，形成频率响应上的架形状态。这种方式多为高通滤波器（HIGHT PASS FILTER）和低通波波器（LOW PASS FILTER）
音频均衡器Equalizer算法研究与实现 标签：均衡器Equalizer音效 2015-06-02 11:30 604人阅读评论(2) 收藏举报 分类： 音频后处理算法（7） 版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。 如转载请注明出处！ 最近工作需要，对Equalizer算法进行了初步研究，并在本地进行了简单实现。 一. 声学背景 心理声学研究证实人耳可闻的声音频率范围为20Hz--20kHz。在可闻的频率范围内，不同的频段对人耳的感知影响不同。 如下所述： “1. 20Hz--60Hz部分 这一段提升能给音乐强有力的感觉，给人很响的感觉，如雷声。是音乐中强劲有力的感觉。如果提升过高，则又会混浊不清，造成清晰度不佳，特别是低频响应差和低频过重的音响设备。 2. 60Hz--250Hz部分 这段是音乐的低频结构，它们包含了节奏部分的基础音，包括基音、节奏音的主音。它和高中音的比例构成了音色结构的平衡特性。提升这一段可使声音丰满，过度提升会发出隆隆声。衰减这两段会使声音单薄。 3. 250Hz--2KHz部分 这段包含了大多数乐器的低频谐波，如果提升过多会使声音像电话里的声音。如把600Hz
和1kHz过度提升会使声音像喇叭的声音。如把3kHz提升过多会掩蔽说话的识别音，即口齿不清，并使唇音“mbv”难以分辨。如把1kHz和3kHz过分提升会使声音具有金属感。由于人耳对这一频段比较敏感，通常不调节这一段，过分提升这一段会使听觉疲劳。 4. 2KHz--4kHz部分 这段频率属中频，如果提升得过高会掩盖说话的识别音，尤其是3kHz提升过高，会引起听觉疲劳。 5. 4kHz--5KHz部分 这是具有临场感的频段，它影响语言和乐器等声音的清晰度。提升这一频段，使人感觉声源与听者的距离显得稍近了一些；衰减5kHz，就会使声音的距离感变远；如果在5kHz左右提出升6dB，则会使整个混合声音的声功率提升3dB。 6. 6kHz--16kHz部分 这一频段控制着音色的明亮度，宏亮度和清晰度。一般来说提升这几段使声音宏亮，但不清晰，不可能会引起齿音过重，衰减时声音变得清晰，但声音不宏亮。” 二. 数字信号处理原理 从声学原理出发，Equalizer的物理意义在于通过对频域进行频带划分（根据个人需要，通常为5,10,12,15个子带）并对不同的频带施加相应的增益，从而改变原始数据频域能量分布，达到改变主观听感的作用（常用的低音增强bassboost效果也可通过该方式实现）。常用的Equalizer分类包含Pop(流行乐)，Jazz(爵士)，HeavyMetal(重金属)，Electronic(电音)，Classic(古典)等等 在移动端实现Equalizer是，考虑到实时处理特性（特别对于第三方APK不能利用底层系统底层编译处理），尽量避免FFT切换到频域处理，而采用时域滤波的方式。因此可以考虑利用IIR滤波器的进行时域的滤波处理。 设滤波系统传递函数H(z)，原始音频通过滤波系统，输出Y(z) = X(z)*H(z)。考虑到频带的划分及频带滤波增益。最终的信号输出
电子信息工程学院 《DSP技术及应用》课程设计报告 题目：自适应均衡器的设计 专业班级：通信工程专业10级通信B班 二〇一三年六月十日 目录 一、设计目的 (1) 二、设计要求 (1) 三、设计原理及方案 (2) 四、软件流程 (3)
五、调试分析 (9) 六、设计总结 (10) 七、参考文献 (10)
设计目的 通过本学期课程的学习，我们主要对数字信号系统的通信原理、传输机制等有了深入的了解。而实践性的课程设计能够起到提高综合运用能力，提高实验技术，启发创造新思想的效果。我们小组此次课程设计是自适应均衡器设计，通过查找资料，我们了解到在一个实际的通信系统中，由于多径传输、信道衰落等影响，在接收端也会产生严重的码间串扰。串扰造成严重影响时，必须对整个系统的传递函数进行校正,使其接近无失真传输条件。为了提高通信系统的性能，一般在接收端采用均衡技术。由于信道具有随机性、时变性，因此我们设计自适应均衡器，使其能够实时地跟踪无线通信信道的时变特性，根据信道响应自动调整滤波器抽头系数。 图1 公式1 我们决定使用的LMS 算法是目前使用很广泛的自适应均衡算法，同时我们按照查找 资料、系统设计、仿真实现、结果优化这一流程进行。不仅使我们进一步巩固了课程知识，也提高了我们分析问题、解决问题的能力。 二、设计要求 1、熟练掌握自适应滤波器的原理和LMS 算法的理论知识； 2、学会运用matlab 软件，生成并对该信号进二进制序列信号和正弦信号，并模拟一个码间串扰信道，使信号通过码间串扰信道，之后对其进行加噪处理。比较经过均衡器和未经均衡的效果随信噪比的变化。 3、完成以二进制序列信号和正弦信号为输入信号设计自适应均衡器的基础上，实现改变LMS 算法的步长进而改变自适应均衡器的抽头系数来观察信号的均方误差随步长的变化。 4、完成对归一化LMS 算法的研究，使经过信道的信号通过可以自定义NLMS 算法次数的自适应均衡器，观察信号的均方误差的变化曲线。 5、完成声音信号的采集，研究声音信号的时域波形和频域波形，对声音信号分别加高频噪声和通过模拟信道，使处理过的信号通过巴特沃斯滤波器和自适应均衡器，分析均衡器的效果。 6、组员之间相互协助，共同完成系统设计。 7、通过对自适应均衡器的设计，提高对通信原理及数字信号处理课程中所学知识的实际运用能力，以及对matlab 软件的操作能力。 设计原理及方案 1、原理图 '2()s i S i H w T T π+=∑ ||S w T π≤
微带低通滤波器的设计与仿真 分类： 电路设计 嘿嘿，学完微波技术与天线，老师要求我们设计一个微带元器件，可以代替实验室里的元器件，小弟不才，只设计了一个低通滤波 器。现把它放到网上，以供大家参考。 带低通滤波器的设计 一、题目 第三题：低通滤波器的设计 f < 800MHz ；通带插入损耗 ；带外 100MHz 损耗 ；特性阻抗 Z0=50 Ohm 。 二、设计过程 1、参数确定：设计一个微带低通滤波器，其技术参数为 f < 800MHz ;通带插入损耗；带外100MHz 损耗；特性阻抗Z0=50 Ohm 。 介质材料：介电常数 ￡r = 2.65，板厚 1mm 。 2、设计方法：用高、底阻抗线实现滤波器的设计，高阻抗线可以等效为串联电感，低阻抗线可以等效为并联电容，计算各阻抗线的 宽度及长度，确保各段长度均小于 X /8(入为带内波长)。 3、设计过程： (1)确定原型滤波器：选择切比雪夫滤波器， ?s = fs/fc = 1.82 , ?s -1 = 0.82及Lr = 0.2dB , Ls >= 30，查表得N=5,原型滤波器的归 一化元件参数值如下： g1 = g5 = 1 .3394， g2 = g4 = 1.3370，g3 = 2.1660，gL= 1 .0000。 该滤波器的电路图如图 1 所示： O H 技术参数： 仿真软件： HFSS 、 ADS 或 IE3D 介质材料： 介电常数 ￡ r = 2.65板厚1mm
(2)计算各元件的真实值：终端特性阻抗为Z0=50?，则有 C1 = C5 =g1/(2*pi*f0*Z0) = 1.3394/(2*3.1416*8*10^8*50) = 5.3293pF , C3 = g3/(2*pi*f0*Z0) = 2.1660/(2*3.1416*8*10^8*50)= 8.6182pF , L2 = L4 = Z0*g2/(2* pi*f0) = 50*1.3370/(2*3.1416*8*10^8) = 13.2994nH。 (3)计算微带低通滤波器的实际尺寸: 设低阻抗(电容)为Z0I = 15?。 经过计算可得W/d = 12.3656, ￡ e = 2.443,贝U 微带宽度W1 = W3 = W5 = W = 1.000*12.3656 = 12.3656mm , 各段长度I1 = I5 = Z0I*V pl *C1 = 15* 3*10A11/sqrt(2.4437)*5.3293*10A-12 =15.3412mm， I3 = Z0I*V pl*C3 = 15* 3*10A11/sqrt(2.4437)*8.6182*10A-12 =24.8088mm， 可知各段均小于入/8符合要求。 设高阻抗(电感)为Z0h = 95? 。 经过计算可得W/d =0.85，￡ e = 2.0402则 微带宽度W2 = W4 = W =1.0000*0.85 =0.85mm ， 各段长度l2 = l4 = Vph*L2/Z0h = 29.4031mm ， 带内波长入=Vpl/f = 3*10^11/(sqrt(2.0402)*8*10^8) = 262.5396mm,入/8 = 32.8175mm 可知各段均小于入/8符合要求。
2．设计原理 2.1数字滤波器 2.1.1 数字滤波器的原理简介 数字滤波器的功能是把输入序列通过一定的运算，变换成输出序列。数字 滤波器一般可用两种方法实现：一种是根据描述数字滤波器的数学模型或信号 流程图，用数字硬件构成专用的数字信号处理机，即硬件方式；另一种是编写 滤波器运算程序，在计算机上运行，即软件方式。考虑到软件的灵活性及易于 实现，本文采用软件方式实现数字滤波器。 数字滤波器有无限冲激响应(IIR)和有限冲激响应(FIR)两种。下面分别介绍： (1) IIR滤波器 IIR滤波器的特点是：单位冲激响应h(n)是无限长的；系统函数H(z)在有限长Z平面（0<|Z|<∞)有极点存在；结构上存在输出到输入的反馈，也即结构上 是递归型的；因果稳定的IIR滤波器其全部极点一定在单位圆内。其系统函数 为 (1)
计算机上实现时则需要用到差分方程的形式，如下 (2) IIR滤波器有四种基本的网络结构(具体参看文献[3])，直接I型、直接II型、级联型与并联型。其中直接I型需要2N个延迟单元，而直接II型只需要N个 延迟单元。因此，用软件实现时，直接II型少占用存储单元。级联型则是将N 阶IIR系统函数分解成二阶因式连乘积，并联型则是将系统函数化成部分分式 之和，则可得到IIR数字滤波器的并联结构。 (2) FIR滤波器 IIR滤波器的特点是：系统的单位冲激响应h(n)是个有限长序列；系统函数|H(z)|在|z|>0处收敛，极点全部在z=0处(即FIR一定为稳定系统)；结构上主要 是非递归结构，没有输出到输入反馈。但有些结构中（例如频率抽样结构）也 包含有反馈的递归部分。其系统函数的一般形式为 (3) 对应的差分方程为 (4) FIR系统的基本结构有直接型、级联型、快速卷积型、频率取样型等。 2.1.2 FIR与IIR滤波器的比较与选择 IIR滤波器可以用比FIR滤波器少的阶数来满足相同的技术指标，这样， IIR滤波器所用的存储单元和所用的运算次数都比FIR滤波器少。FIR滤波器可 得到严格的相位，而IIR滤波器不能得到。事实上，IIR滤波器的选频特性越好，它的相位的非线性就越严重。因此在需要严格线性相位的情况下应该选择FIR 滤波器。IIR滤波器可利用模拟滤波器现成的设计公式、数据和表格，因而计算工作量较小，对计算工具要求不高。FIR滤波器没有现在的设计公式，对计算 工具要求较高，需要借助计算机来设计。另外，IIR滤波器主要是设计规格化的、频率特性为分段常数的标准低通、高通、带通、带阻和全通滤波器，而FIR滤
用LMS算法实现自适应均衡器的MATLAB程序用LMS算法实现自适应均衡器 考虑一个线性自适应均衡器的原理方框图如《现代数字信号处理导论》p.275 自适应均衡器应用示意图。随机数据产生双极性的随机序列x[n]，它随机地取+1 和-1。随机信号通过一个信道传输，信道性质可由一个三系数FIR滤波器刻画，滤波器系数分别是0.3，0.9，0.3。在信道输出加入方差为σ平方高斯白噪声，设计一个有11个权系数的FIR结构的自适应均衡器，令均衡器的期望响应为x[n-7],选择几个合理的白噪声方差σ平方(不同信噪比)，进行实验。 用LMS算法实现这个自适应均衡器，画出一次实验的误差平方的收敛曲线，给出最后设计滤波器系数。一次实验的训练序列长度为500。进行20次独立实验， 画出误差平方的收敛曲线。给出3个步长值的比较。 1. 仿真结果: 1
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用LMS算法设计的自适应均衡器系数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 序 号 0.0383 -0.0480 0.0565 -0.1058 0.2208 -0.5487 1.4546 -0.5681 0.2238 -0.0997 0.0367 20 次 -0.0037 0.0074 -0.0010 -0.0517 0.1667 -0.5112 1.4216 -0.5244 0.1668 -0.0597 0.0164 1 次 结果分析: 观察三个不同步长情况下的平均误差曲线不难看出，步长越小，平均误差越小，但收敛速度越慢，为了好的精度，必然牺牲收敛速度;当降低信噪比时，尽管20次平均仍有好的结果，但单次实验的误差曲线明显增加，这是更大的噪声功率对随机梯度的影响。 5 附程序:
音效概述 音效是指为增进一场面之真实感、气氛或戏剧讯息，而加于声带上的杂音或声音。简单地说，音效就是指由声音所制造的效果。所谓的声音则包括了乐音、及效果音。 数字音效 数字音效简称EQ模式，即MP3不同的声音播放效果，不同的EQ模式带给听使用者不同的声音播放效果，同时EQ模式也是最能突出个人个性的地方，给使用者带来更多的音乐享受。 目前的MP3的数字音效模式一般为六种，分加是CLASSIC（古典音乐模式）、POP（流行音乐模式）、JAZZ（爵士乐模式）、ROCK（摇滚乐模式）、NOMAL（普通模式）和AUTO （自动改变模式）。当然在选购MP3时并不代有数字音效模式越多越好，做到实用为最好。 环境音效 主要是指通过数字音效处理器对声音进行处理，使声音听起来带有不同的空间特性，比如大厅、歌剧院、影院、溶洞、体育场等。环境音效主要是通过对声音进行环境过滤、环境移位、环境反射、环境过渡等处理，使听音者感到仿佛置身于不同环境中。这种音效处理在计算机声卡上应用非常普遍，现在在组合音响方面应用也逐渐多起来。环境音效也有其缺点，由于对声音处理时难免会损失部分声音信息，并且现在能模拟出的效果和真实环境还有一定差距，因此有人会感到声音比较“虚假”。 MP3音效:普通音效 如何使用均衡器来获得更好的声音表现，是每一个MP3爱好者的必修课。 不同的MP3的均衡器设置也不尽相同，如IRIVER和IAUDIO的均衡器虽然都是分为五级，但频段划分和调节级别也各不相同，iRiver的XtremeEQ分为五段：50Hz档，200Hz档，1KHz档，3KHz档，14KHz档，每段有10级调节：-15dB，-12dB，-9dB，-6dB，-3dB，0dB，+3dB，+6dB，+9dB，+12dB，+15dB。而IAUDIO则是分为60Hz档，250Hz档，1KHz档，4KHz档，12KHz档，每段有+0db~+12db12级可调。对比可见，虽然频段划分不尽相同，但也大同小异，对音效调节起着相近的作用。下面来看看均衡器分段后的每个部分的作用： 1.20Hz--60Hz部分 这一段提升能给音乐强有力的感觉，给人很响的感觉，如雷声。是音乐中强劲有力的感觉，如果这个频段的量感太少，丰润澎湃的感觉一定没有；而且会导致中高频、高频的突出，使得声音失去平衡感，不耐久听。如果提升过高，则又会混浊不清，造成清晰度不佳，特别是低频响应差和低频过重的音响设备。 2.60Hz--250Hz部分 这段是音乐的低频结构，它们包含了节奏部分的基础音，包括基音、节奏音的主音。它和高中音的比例构成了音色结构的平衡特性。提升这一段可使声音丰满，过度提升会发出隆隆声。衰减这两段会使声音单薄。 3.250Hz--2KHz部分 这段包含了大多数乐器的低频谐波，如果提升过多会使声音像电话里的声音。如把600Hz和1kHz过度提升会使声音像喇叭的声音。如把3kHz提升过多会掩蔽说话的识别音，即口齿不清，并使唇音“mbv”难以分辨。如把1kHz和3kHz过分提升会使声音具有金属感。由于人耳对这一频段比较敏感，通常不调节这一段，过分提升这一段会使听觉疲劳。
信号与系统课程设计 题目巴特沃斯滤波器的设计与仿真 学院英才实验学院 学号2015180201019 学生姓名洪 健 指导教师王玲芳
巴特沃斯滤波器的设计与仿真 英才一班 洪健 2015180201019 摘 要：工程实践中，为了得到较纯净的真实信号，常采用滤波器对真实信号进行处理。本文对巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性、设计方法及设计步骤进行了研究，并利用Matlab 程序和Multisim 软件，设计了巴特沃斯模拟滤波器，并分析了巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性。利用 Matlab 程序绘制了巴特沃斯模拟滤波器的幅频特性曲线，并利用Matlab 实现了模拟滤波器原型到模拟低通、高通、带通、带阻滤波器的转换。通过Multisim 软件，在电路中设计出巴特沃斯滤波器。由模拟滤波器原型设计模拟高通滤波器的实例说明了滤波器频率转换效果。同时通过电路对巴特沃斯滤波器进行实现，说明了其在工程实践中的应用价值。 关键词：巴特沃斯滤波器 幅频特性 Matlab Multisim 引言 滤波器是一种允许某一特定频带内的信号通过，而衰减此频带以外的一切信号的电路，处理模拟信号的滤波器称为模拟滤波器。滤波器在如今的电信设备和各类控制系统里应用范围最广，技术最为复杂，滤波器的好坏直接决定着产品的优劣。滤波器主要分成经典滤波器和数字滤波器两类。从滤波特性上来看，经典滤波器大致分为低通、高通、带通和带阻等。 模拟滤波器可以分为无源和有源滤波器。 无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L 和C 组成。有源滤波器：集成运放和R、C 组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。 MATLAB 是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB 和Simulink 两大部分。 Multisim10 是美国NI 公司推出的EDA 软件的一种，它是早期EWB5.0、Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9等版本的升级换代产品，是一个完全的电路设计和仿真的工具软件。该软件基于PC 平台，采用图形操作界面虚拟仿真了一个如同真实的电子电路实验平台，它几乎可以完成实验室进行的所有的电子电路实验，已被广泛应用于电子电路的分析，设计和仿真等工作中，是目前世界上最为流行的EDA 软件之一。 本文主要对低通模拟滤波器做主要研究，首先利用MATLAB 软件对巴特沃斯滤波器幅频特性曲线进行研究，并计算相应电路参数，最后利用Multisim 软件实现有源巴特沃斯滤波器。 正文 1巴特沃斯低通滤波器 巴特沃斯（Butterworth）滤波器的幅频特性如该幅频特性的特点如下： ① 最大平坦性。可以证明，在ω=０处，有最大值|H(0)|=1，幅频特性的前２n－１阶导数均为零。这表示它在ω＝０点附近是很平坦的。 ② 幅频特性是单调下降的，相 频 特 性 也 是 单 调 下降的。因此， 巴特沃斯滤波器对有用信号产生的幅值畸变和相位畸变都很小。 ③ 无论阶数ｎ是什么数，都会通过C = ，并且此时|()|H j ，而且ｎ 越大，其幅频响应就越逼近理想情况。
本科生毕业论文（设计） 数字音频均衡器设计 The design of digital audio equalizer 阮志强 指导教师：赵红伟（讲师） 云南农业大学昆明黑龙潭650201 学院：基础与信息工程学院 专业：电子信息工程年级： 2005 论文（设计）提交日期：2009年5月答辩日期：2009年6月 答辩委员会主任：杨林楠 云南农业大学 2009年5月
目录 摘要 ······································································································ABSTRACT·······························································································1 前言 ······································································································2设计原理·································································································2.1均衡器分类 ························································································2.2数字滤波器 ························································································ 2.2.1数字滤波器的原理简介 ··································································· 2.2.2 FIR与IIR滤波器的比较与选择 ······················································ 2.2.3 IIR数字滤波器的设计方法 ·····························································2.3均衡器的原理 ·····················································································2.4软件设计··························································································· 2.4.1 数据流图····················································································· 2.4.2 模块划分.....................................................................................3软件实现 (1) 3.1界面设计 (1) 3.2均衡器模块的实现 (1) 3.3Filter函数································································错误！未定义书签。
数字信号处理课程设计报告 题目： 专业班级： 学号： 姓名： 指导教师： 年月日
摘要 数字信号处理(Digital Signal Processing)技术，从20世纪60年代以来，随着计算机科学和信息科学发展，数字处理技术应运而生并得以快速发展。 均衡器（Equalizer），是一种可以分别调节各种频率成分电信号放大量的电子设备，通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷，补偿和修饰各种声源及其它特殊作用，一般调音台上的均衡器仅能对高频、中频、低频三段频率电信号分别进行调节。 MATLAB语言具备高效、可及推理能力强等特点,是目前工程界流行最广泛的科学计算语言。MATLAB强大的运算和图形显示功能，可使信号与系统上机实验效率大大提高。特别是它的频谱分析和滤波器分析与设计功能很强，使数字信号处理工作变得十分简单，直观。本实验就是运用MATLAB设计均衡器。 关键词 MATLAB语言原型滤波器均匀滤波器组均衡器
目录 一设计目的......................... 错误！未定义书签。二设计要求 (1) 三设计原理及方案 (1) 3.1设计原理 (1) 3.2设计方案及函数调用 (2) 四软件流程 (2) 4.1设计的总体方案图 (3) 4.2程序流程图 (4) 五调试分析 (4) 5.1均衡器频率响应分析 (4) 5.2均衡前后的信号对比分析 (6) 六心得体会 (7)
一、设计目的 理解混音效果和均衡器的原理，综合运用数字信号处理的理论知识进行回声信号产生器设计，再利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现。 二、设计要求 设计均衡器，使得得不同频率的混合音频信号，通过一个均衡器后，增强或削减某些频率区域，以便修正低频和高频信号之间的关系。 三、设计原理及方案 3.1 设计原理 均衡器本质上是一个滤波器组，即多个滤波器的叠加。通过改变每个滤波器的增益，可以增强或削弱某一特定的频率成分，从而达到均衡的目的。 本次设计采用一个均匀滤波器组的结构来实现均衡器，如下图所示： H0(z)为原型滤波器，将它在频域上移动kw0可以派生出一系列频率响应形状相同但中心频率不同的滤波器，这些滤波器组合在一起就是一个均匀的滤波器组。所以任一滤波器的频率响应为 H k(e jw) = H0(e j(w-k*w0)) 总的频率响应为 H(e jw) =∑H k(e jw) = ∑H0(e j(w-kw0)) 在时域上，频域的移动相当于时域的冲激响应乘以因子，即
MATLAB 环境下ISI 信道仿真及自适应均衡器设计程序说明 一、系统模型 二、ISI 信道仿真及LSM 算法自适应均衡器原理 1、发送端和接收端滤波器的级联和在采样瞬间时的信道可用等效的离散时间FIR 信道滤波器来表示，Xn={0.05 -0.063 0.088 -0.126 -0.25 0.9047 0.25 0 0.126 0.038 0.088}，n={-5,-4,…,5}。 2、基于MSE （均方准则）的均衡器抽头系数的自适应算法为： ^^1k k k k c c e y +=+? 其中^ k c 代表抽头系数向量的估值，?为迭代过程中的步长参数，k e 为误差信号，k y 代表在瞬时k 包含均衡器中2k+1接收信号值的行向量。 误差信号k e 表示为：k k k e a z =-；k z 为均衡器输出，k a 为已知信号序列。最初用一已知伪随机序列{k a }在信道上将这个自适应均衡器进行训练。在解调器端，均衡器用这个已知序列去调整它的系数，一旦初始调节完成，自适应均衡器就从一个训练模式切换到直接判决模式，这时：^k k k e a z =-，式中^k a 是检测器的输出。 为了确保收敛 和 在慢变化信道中好的跟踪能力，选择步长参数的一种经验公式是 15(21)R k P ?=+ 式中R P 代表接收到的信号加噪声的功率，它可以从接收信号中估计出。 三、仿真结果图
四、结论分析 从结果图中我们可以看出，在信噪比逐渐增大的过程中，未经均衡器均衡的差错率没有明显改善，可知系统中始终存在码间干扰造成的误码；经均衡器均衡后的差错率则有明显改善。 但我们同时也可以看到在信噪比较低情况下，均衡器均衡之后的误码率并没有明显改善，甚至没有未均衡的差错率低，这主要是因为噪声为随机信号，功率大时对源信号影响较大，而且均衡器不易跟踪；当我们把均衡器的步长调低后，跟踪能力增强，差错率降低。 附源程序代码： main_plot.m clear; clc; echo off; close all; N=10000; %指定信号序列长度 info=random_binary(N); %产生二进制信号序列 SNR_ in _dB=8:1:18; %AWGN信道信噪比 for j=1:length(SNR _in_ dB) [y, len ]=channel(info, SNR _in _dB(j)); %通过既有码间干扰又有白噪声信道
二阶低通滤波器部分 1、设计任务 信号放大后，需要进行滤波，滤除干扰，温度信号是一个缓慢变化的信号，在此需要设计出一个截止频率为10Hz 左右的低通放大器。因二阶低通滤波器的频率特性比一阶低通滤波器好，故决定采用由型号为OP07的运算放大器组成的二阶低通滤波器，OP07运放特点：OP07具有非常低的输入失调电压，所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施，具有低温度漂移特性。另外，需要求滤波电路的幅频特性在通带内有最大平坦度，要求品质因数Q=0.707. 2、电路元件参数计算和电路设计： 根据二阶低通滤波器的基础电路进行设计，如图3.1所示。 图3.1二阶低通滤波器的基础电路 该电路（1）、传输函数为：)()()(i o s V s V s A =2 F F )()-(31sCR sCR A A V V ++= （2）、通带增益 ：F 0V A A = （3）、截止频率：RC f c π21=其中RC 1c =ω称为特征角频率 （4）品质因数：O A Q -= 31， Q 是f=fc 时放大倍数与通带内放大倍数之比 注： 时，即当 3 03 F F <>-V V A A 滤波电路才能稳定工作。 由O A Q -=31=0.707得放大倍数586.1==O VF A A 一般来说，滤波器中电容容量要小于F μ，电阻器的阻值至少要Ωk 级。 由RC f c π21==10Hz,取C=0.5F μ，计算得R ≈31.8Ωk 又因为集成运放要求两个输入端的外接电阻对称，可得：R R R A VF 2//)1(11=-
求得：Ω=k R 1.1721 电路仿真与分析： （1）采用EDA 仿真软件multisim 13.0对有源二阶低通滤波器进行仿真分析、调试，从而对电路进行优化。Multisim 仿真电路图如图3.2所示 图3.2二阶低通滤波器仿真电路图 （2）通过仿真软件中的万用表验证电路是否符合要求： 设输入电压有效值为1V 当f=1Hz 时，输出如图3.3所示。 图3.3 由图可知，在通带内有增益585.1==VF O A A ,与理论值1.586相近 当Hz f f c 10==时，输出如图3.4所示。
均衡器的调试技巧.txt 今天心情不好。我只有四句话想说。包括这句和前面的两句。我的话说完了对付凶恶的人，就要比他更凶恶；对付卑鄙的人，就要比他更卑鄙没有情人味，哪来人情味拿什么整死你，我的爱人。收银员说：没零钱了，找你两个塑料袋吧！均衡器的调试技巧 均衡器（EQUALSER）是对声信号频率响应反应及振幅进行调整的电声处理设备。它可以改变声与谐波的成份比、频响特性曲线、频带宽度等。频率均衡器广泛用于各种音响系统，如厅堂扩音放音系统、广播录音系统以及家庭音响系统。在录音（指同期录音和多轨前期录音）和后期加工（指现成录音节目二度均衡和多轨录音后期制作）中对美化声音起到广泛的作用。例如：（a）弥补频响缺陷；（b）弥补声源音质音色缺陷；（c）突出乐器特色或改变乐器音色；（d）平衡乐队中各个声部的响度；（e）提高音乐信号的丰满度、明亮度和清晰度；（f）增加临场感，调整演奏层次；（g）缓解声部间串音，衰减泄露频率；（h）去除噪声及干扰声，提高信噪比；（I）修正听音环境频响缺陷，均衡室内频响—可以说，均衡器是录音师和音响师工作中最重要的调音工具。也是我们语音工作者改善语音音色的最重要的工具。 一均衡器种类特性简介 无论何种均衡器，其功能都是通过音频频率（AUDIO FREQUENEY）滤波处理实现对放大器的频率响应（AUDIO RESPONSE）进行调整。这种调整可以使某些频率的声音响度大于或小于其它频率的声音，使某一频率的电平提升或衰减若干分贝的作法即为频率均衡（EQUALSATIOM），简称EQ。均衡器对频率的提升（BOOS）衰减（FADE）有两种方式：一种是搁架形方式（SHELVING）；另一种方式是峰谷形方式（PEAK SLAP AND DIP）。这两种方式的名称由对频率提升衰减的频响曲线形态而得名（还有一种分类是分为图示均衡器和参数均衡器）。下面我们对这两种方式进一步讨论。 所谓搁架形方式，实际上是将信号分频处理，一部分频率直接通过，另一部分频率（高度段或低频段）得到衰减，从而达到对声音中某段频率的相对提升或衰减，形成频率响应上的架形状态。这种方式多为高通滤波器（HIGHT PASS FILTER）和低通波波器（LOW PASS FILTER）采用，所不同的是，高低通波波器通带（PASS BOND）以外的衰减并不是平衡的，确切地说，它的衰减是连续增加的。 高通滤波器和低通正如它们名称所意味的，某些频率的电平直通，而另外的频率则被衰减。衰减少于 3dB 的频率为通带频率，而那些衰减超过 3dB 的频率则为阻带内频率。它们具有的功率谨为通带功率的 1/2。信号衰减量正好为 3dB 的频率为截止频率或称交岔频率。在截止频率以外的阻带衰减量一般以每频程等量的分贝数值呈斜线衰减，这个衰减的比率称为斜率（SIOPE）。如；常用的的衰减斜率为每频程12dB、15dB、18dB 等参量。高通滤波器的截止频率一般在20Hz 至250Hz 之间。低通滤波器的截止频率一般在 6KHz至 12KHz之间。通常，高低通滤波器可安装在专用均衡器上，作为附属功能，用于频率特性选通或滤除高低频噪声。如果同时使用高通滤波器和低通滤波器进行衰减，而使中间频段平直输出（FATTENS OUT），那么就形成发带通滤波器（BAND PASS FILTER）。这种滤波方式通带的带宽由高低通滤波的截止频率控制，而 Q 值则由高低通滤波器的衰减斜率控制。这种带通滤波方式的频响曲线可以灵活调整，并能做得很宽。 简单的峰谷形方式是由LC 电路(即电感器与电容器组成的电路)产生的，在滤波电路中当这两个电抗元件串联时，会对某一频率表现最小阻抗，而对其它频段的信号则阻抗很大。这个阻抗小的频率称这中心频率(CENTER FREGUENCY)或谐振频率。