此示例显示了如何测量音频输入和输出设备的总谐波失真和噪声水平。
音频输入和输出设备本质上是非线性的。这导致音频信号中的谐波失真。除了可能与信号谐析的不需要的信号之外,这些设备还可以向音频信号添加不相关的噪声。
总谐波失真和噪声(THD + N)量化了这两个失真的总和。它被定义为在指定带宽上的所有谐波和噪声分量的根均线(RMS)水平。信号电平也被指定为参考。
本例介绍了一个参考模型,可用于音频输入和输出设备的THD+N测量。测量涉及的步骤包括:
生成特定频率的纯正弦波。
通过音频输出设备播放信号并通过音频输入设备记录。
从记录的信号中,识别正弦波峰值。这将提供参考信号RMS级别。
从记录的信号中删除已识别的正弦波。剩下的是所有不需要的东西,其RMS将给出THD+N值。
此示例遵循THD + N测量的AES17-1998(R2004)[1]标准。标准推荐997 Hz频率正弦波。它还推荐一个陷波滤波器,其介于1和5之间,用于从记录的信号过滤出正弦波。在此示例中使用Q值5。
这audiothdnmeasurement表现
模型实现了用于测量THD + N的参考系统。遵循AES17-1998(R2004)标准,正弦波源测试音
产生997 Hz的频率。子系统正在测试的系统
是一个变体子系统。默认情况下,它选择Simulink中实现的非线性模型来测量THD+N。要在机器的音频输入和输出设备上执行测量,请设置金宝appSUT.
基础工作区中的变量到Thdndemosut.AudioHardWare。
测量由THD + N测量
子系统。
该模型中的测量系统使用双峰跟踪滤波器来定位测试音的基础上的凹口。这会容纳与ADC时钟不同步的信号发生器。该块的输出是陷波滤波器的中心频率系数,用于提取测试正弦音。控制器中的两个峰值滤波器使用dsp.notchpeakfilter
系统对象。运行模型时,反馈循环可用于调整两个峰值过滤器的中心频率,使得输出锁定到输入的峰值音调。
一旦识别出正弦波的频率,将其传递给峰值滤波器以提取测试音信号。这将用于确定测试信号的峰值水平。然后,陷波滤波器将使用相同的中心频率来删除正弦波。剩余信号是总谐波失真和噪声的总和。使用单身dsp.notchpeakfilter
获得两个 - 凹口和峰值输出。选择该过滤器的Q系数为5,符合AES17-1998标准。
这THD + N电脑
子系统模拟信号电平计。它采用陷波和峰值输出,并使用低通滤波器对其进行平滑处理。然后将信号电平转换为dB。
您可以运行该模型,并看到显示更新为测量的正弦波频率、THD+N电平(以dB为单位)和参考信号电平(以dB为单位)。
[1] AES17-1998“AES标准方法用于数字音频工程 - 的数字音频设备的测量”,音频工程协会(1998),R2004。