PEAK FILTER & NOTCH filter

 

 

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  1.6至3.6V，BTL扬声器驱动器参考设计  音频电路合集，第二部分（下）
音频电路合集，第二部分（上）  2012-03-24 22:08:05|  分类： Analog Applicati |  标签： |举报 |字号大
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Title: An audio circuit collection, Part 2
By Bruce Carter
Advanced Analog Products, Op Amp Applications
Introduction
       这是一系列介绍单电源供电音频电路文章的第二篇。我们鼓励读者复习第一部分，即2000年9月份的模拟应用期刊，它主要讲述了低通以及高通滤波器。第二部分主要讲述音频陷波器应用以及选配曲线滤波器。
Audio notch filters
       现在有很多音频应用解决方案需要抑制某一个不需要的频点。要被抑制的频率并不是原始音频的一部分并且会令读者厌恶。然而，在抑制频率两边的频率会包含有用的音频内容。如果他们也被抑制掉，那么音频中同样也将会有一个同样地令人讨厌的“洞”。陷波器是用来抑制非常窄的频带且对陷波器两边产生最小的衰减。陷波器，相比于低通和高通滤波器来说，是较难实现的。在低通或者高通滤波器导致略微波纹或者“冲失”的元件常常会对陷的深度产生戏剧性的影响。低通或者高通滤波器的略微失调是难以被听出的，然而失调陷波器会导致其完全失去感兴趣的频率。接下来是关于如果合理地实现陷波的一些提示。
60-Hz hum filter
       音频中最普遍的问题之一即60Hz工频的存在。因为60Hz是用于交流电源传输的频率，所以它是最普遍的干扰源之一。
       通常来说，60Hz工频是较差的接地操作的结果。相对于滤除音频中的信号来说，在信号源处解决问题会更好。然而，可能会有一些特定系统的接地不能被解决的情况。在那样的场合，一个附加的滤波器可能比较合适。
       图1所示的60Hz工频滤波器是以双T型配置为基础的。该拓扑是非常有效的然而也可能会是喜怒无常的。该电路的响应是非常依赖于R1、R2、R3、C1、C2和C3。所有这些调整组件应该是1%，然而这可能还是不够。他们应该都从同一批货物中取材，因为被同时生产的部件趋向于有着相同的参数。

 

       如果元件被恰当地匹配了，性能可以变得非常良好。失配的元件会严重降低响应的质量。在双T型配置中，R3是R1和R2值的一半。获得R3阻值最好的方法即将R1和R2使用的电阻中的两个并联在一起。相似地，将与C1和C2相同容值的两个电阻并联起来形成C3。这给电路元件的数量加上了2（一个额外的电阻和额外的电容）然而极大地增加了匹配程度，因为设计者可以采取简单的步骤来保证部件是来自同一批产品中的（来自同一卷，出自同一盒等等）。
       注意到图1中，不需要半供电参考。R6和R7在输入电容器之后产生了半供电。该滤波器的理论响应如图2所示。然而，如果RC组合是1%偏差的，陷波点将会被左移或者右移0.6Hz且60Hz频率的抑制可能小于20dB。

 

       解决该问题的一种方法即放置一个小电位器与R3串联，它应被减少一个或者两个标准E-96值。图3显示了R3从107kΩ到113kΩ变化的电路响应。

 

       即使在如此小范围变化的R3也对陷波深度以及电路的Q值产生了非常大的改变。虽然对于每一种情况来说，都达到了20dB的衰减并且大多数能够达到30dB或者40dB。但如果更深的衰减被需要时，R1和R2也需要被调整。他们可以用双电位计来被调整从而减少电路中电位计的数量至2。如果电容器被匹配（如果他们来自同一批货物，这是有可能的），60dB衰减是有可能的。
       电路可以被修改从而抑制来自欧洲或者其他地区的50Hz工频，如下所示：

改变R1和R2至42.4kΩ
改变R3至21.2kΩ（两个42.4kΩ电阻器并联）
改变C1和C2至75nF
改变C3至150nF（两个75nF电容器并联）
       之前对于60Hz陷波器的讨论同样也适用于50Hz版本。50Hz陷波器的理论响应如图4所示。标准E-24电容值和标准E-96电阻值并没有产生像完美接近的60Hz情况那样的组合，因此50Hz陷波器可能更需要裁剪。

 

 

 

 

PEAK FILTER

http://blog.csdn.net/sszhouplus/article/details/43115769

 

Audio EQ Peaking Filter Design

-- By Water

Audio equalizer filter （音频均衡器）常用在音频产品中。因为音频输出系统的frequency response不是平的，在特定频率会有放大或者抑制。音频均衡器的目的主要是通过调整数字端的输出，对相应的数字输出信号频率进行调整，从而使得整个音频系统最终输出的频响曲线接近平的。但目前也有很多播放器用均衡起来调不同的音效，如Pop、Classical等效果。

Peaking filter是常用在音频数字均衡器中的一种滤波器，下文主要给出一种来自TI的Peaking filter Coefficients的参数计算方法。

具体的原文可以从TI官网下载《Parametric Equalization on TMS320C6000 DSP》

或者从Water的网盘下载：http://pan.baidu.com/s/1mgmkHOc

从资料中提取出工程上用到的部分：

可以设置的参数及含义：

便于计算的中间变量：

得到最终Peaking Filter Coefficients：

如果嵌入式系统中没有power/sin/cos等数学函数库，可以用查表的方式来替代近似计算，具体如何实现日后再表。

例：Fs=44100, Fc=2000, g=8dB, Q=1.5

带入上式计算得

B = [1.084397486730  -1.812207251880  0.803957240225]

A = [1 -1.812207251880  0.888354726955]

通过matlab获得该组filter的frequency response。

Fc的在2000Hz增益为8dB，左右g/2=4dB处的频率分别为F1=1.445K，F2=2.762K.

Q=Fc(F2-F1)=2000/(2762-1445)≈1.5

与预期的结果相吻合。

下面的Excel已经包含了相关的计算公式，只要填入相应的参数就会自动计算出相应的Filter Coefficients：

Execl自动计算下载地址：http://pan.baidu.com/s/1dDeX0FB

Note: 该文章的PDF档案也可从Water网盘下载：http://pan.baidu.com/s/1B78n0

 

 

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