此示例显示了如何设计八度频带和分数倍频带滤波器,包括过滤器组和八度XL仪表。八度音频和分数倍频带滤波器通常用于声学。例如,倍频度滤波器用于对噪声控制进行频谱分析。声学家使用八度或分数(通常为1/3)八度滤波器银行,因为它提供了不同频带中的噪声功率的有意义的衡量标准。
一个八度是两个频率之间的比率为2:1(或)的间隔 对于基础10倍频度比)。八度音频带或分数八度带滤波器是由其中心频率,顺序和带宽确定的带通滤波器。幅度衰减限制在三类过滤器中的ANSI®S1.11-2004标准中定义:0类,1类和2.类允许只允许通带中的+/- 0.15 dB纹波,而第1类允许+/- 0.3 dB和第2类允许+/- 0.5 dB。限制率的阻带衰减的水平因滤波器的类而异。
设计一个全倍频带滤波器octaveFilter
.
BW =1倍频程的;%的带宽N = 8;%过滤器订单F0 = 1000;%中心频率(Hz)Fs = 48000;%采样频率(Hz)= Octavefilter(“FilterOrder”N'中心罚款',f0,...“带宽”BW,“SampleRate”,FS);
可视化过滤器的幅度响应。
可视化(的,'1')
可视化器图与对象同步,因此您可以在更改过滤器参数时看到幅度响应的更新。如果滤波器符合ANSI S1.11-2004标准(包括位于有效频率的中心),则幅值响应周围的掩模为绿色,否则为红色。若要使用图形用户界面更改过滤器的规格,请使用ParameterTuner..你也可以使用音频测试台应用程序快速设置一个测试工作台的八度滤波器您设计。例如,运行audioTestBench(的)
发射一个带有八度滤波器的测试台。
打开一个参数调谐器,使您能够实时修改过滤器。
parametertuner(of)
打开频谱分析仪显示经倍频滤波器滤过的白噪声。在循环运行时,您可以使用参数调谐器修改筛选器设置。
Nx = 100000;scope1 = dsp。简介(“SampleRate”,fs,“方法”,滤波器组的,...'verigesmethod',“指数”,'plotastwosidedspectrum',错误的,...'验证',“日志”,'rusiancyspan',“启动和停止频率”,...“StartFrequency”,1,'停止'Fs / 2,“YLimits”-60年[10],...“RBWSource”,'财产','rbw'1);抽搐尽管toc < 20%运行20秒x1 = randn(nx,1);Y1 =(x1);范围1(Y1)结束
许多应用程序需要一组完整的Octave过滤器来形成滤波器库。要手动设计每个过滤器,您将使用getANSICenterFrequencies(的)
获取每个单独过滤器的中心频率列表。但是,使用它通常更简单octavefilterbank.
目的。
创建一个octavefilterbank.
物体的大小响应。
富含= octaveFilterBank (b1/3倍频程的,fs,“FilterOrder”,n);Freqz(OFB,“NFFT”2 ^ 16)%增加FFT长度以获得更好的低频分辨率集(gca),'xscale',“日志”)轴([20 fs / 2-50 5])标题(“1/3倍频程滤波器组幅度响应”)
用1/3倍频程滤波器组对粉红色噪声发生器的输出进行滤波,并计算每个滤波器输出的总功率。
pinkNoise = dsp。ColoredNoise ('颜色','粉色的',...'samplesperframe',nx,...'numchannels'1);scope2 = dsp。简介(“SampleRate”,fs,“方法”,滤波器组的,...'verigesmethod',“指数”,'plotastwosidedspectrum',错误的,...'验证',“日志”,'rusiancyspan',“启动和停止频率”,...“StartFrequency”, 20岁,'停止'Fs / 2,“YLimits”,[ - 40 30],...“RBWSource”,'财产','rbw'10);Centeroct = GetCenterFrequisies(OFB);nboct = numel(Centeroct);BandPower =零(1,NBOCT);nbsamples = 0;抽搐尽管toc < 10 xp = pinkNoise();yp =富含(xp) b;bandPower = bandPower + sum(yp.^2,1);nbSamples = nbSamples + Nx;scope2 (yp)结束
粉色噪声在每个八度波段的总功率相同,因此5hz和10hz之间的功率与5000 Hz和10000 Hz之间的功率相同。因此,在频谱分析仪中,您可以观察到10 dB/ 10年的衰减,这是粉红色噪声在对数尺度上的特征,以及信号如何被分割成30 1/3倍频带。较高的频带有较低的功率密度,但对数尺度意味着它们也更宽,因此它们的总功率是恒定的。
绘制功率谱,表明粉红色噪声有一个平坦的八度谱。
b = 10 ^(3/10);%Base-10八度音符计算功率(含压力基准)octPower = 10 * log10 (bandPower / nbSamples / 4平台以及);栏(log (centerOct) / log (b), octPower);集(gca),'xticklabel',圆形(b。^ get(gca,“Xtick”), 2,'重大'));标题('1 / 3-八度音乐频谱')Xlabel('八度频段(Hz)')ylabel(“权力(dB)”)
SPL仪表对象(splMeter
)还支持八度带金宝app测量。实时再现相同的功率谱测量。用一个dsp.arrayplot.
目标可视化每个波段的功率。使用z加权选项来省略频率加权滤波器。
spl = splMeter (“带宽”,1/3倍频程的,...'octvefilterorder'N...“SampleRate”,fs,...“FrequencyWeighting”,“Z-weighting”);scope3 = dsp。ArrayPlot ('标题','粉红色的噪音spl',...'xlabel','八度频带号',...'ylabel',“权力(dB)”,“YLimits”,[0 100]);抽搐尽管toc < 10 xp = pinkNoise();yp = spl (xp);ypm =意味着(yp, 1)。';scope3 (ypm)结束