Перейти к содержанию
Поиск
    

DSP ADAU1701 расчет коэффициентов фильтров

Ответить

smart_pic    7

smart_pic
Опубликовано (изменено) · Жалоба

Продолжаю заниматься фильтрами для ДСП ADAU1701.

Фильтры НЧ и ВЧ заработали , Полосовой фильтр работает , но частично.

Кроме  thermit    наверное и помочь некому.

В полочных фильтрах добавился непонятный параметр S. не знаю для чего он и как считать его.

Ниже код 

	//*****************************************************************************
#define M_PI       3.14159265358979323846
#include <math.h>
	//*****************************************************************************
// 1 Расчет коэффициентов для полосового фильтра PeakingFiltr
//*****************************************************************************
void PeakingFiltr(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
/*
A  = 10^(boost/40)
w0 = 2*pi*f0/Fs
alpha = sin(w0)/(2*Q) (type: Peaking)
gainLinear = 10^(gain/20)
	a0 =  1 + alpha/A
a1 = -2 * cos(w0)
a2 =  1 - alpha/A
b0 = (1 + alpha*A) * gainLinear
b1 = -(2 * cos(w0)) * gainLinear
b2 = (1 - alpha*A) * gainLinear
*/
    float A,w0,alpha,norm,gainLine;
	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
    gainLine=powf(1.0e1,0.05*gain);
    w0=2*M_PI*f0/fs;
    alpha=sinf(w0)/(2.0*q);
    norm=1.0/(1.0+alpha/A);
	coeffs[0]=(1.0+alpha*A)*norm;                    //b0 считается правильно если gain==0
    coeffs[1]=-2.0*norm*cosf(w0);                    //b1 считается правильно если gain==0
    coeffs[2]=(1.0-alpha*A)*norm*gainLine;           //b2 считается правильно всегда
    coeffs[3]=2.0*cosf(w0)*norm*gainLine;            //-a1 считается правильно если gain==0
    coeffs[4]=-1.0*(1.0-alpha/A)*norm*gainLine;      //-a2 считается правильно если gain==0
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************
// 2 Расчет коэффициентов для полочного фильтра НЧ
//*****************************************************************************
void TonelLowShelf(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
/*
a0 = (A+1) + (A-1)*cos(ω0) + 2*sqrt(A)*alpha
a1 = -2*( (A-1) + (A+1)*cos(ω0) )
a2 = (A+1) + (A-1)*cos(ω0) - 2*sqrt(A)*alpha
b0 =  A*( (A+1) - (A-1)*cos(ω0) + 2*sqrt(A)*alpha ) * gainLinear
b1 =  2*A*( (A-1) - (A+1)*cos(ω0) ) * gainLinear
b2 =  A*( (A+1) - (A-1)*cos(ω0) - 2*sqrt(A)*alpha ) * gainLinear
A  = 10^(boost/40)
w0 = 2*pi*f0/Fs
alpha = sin(w0)/2 * sqrt((A + 1/A)*(1/S - 1) + 2)     (type: Shelving)
gainLinear = 10^(gain/20)
*/
    float A,w0,alpha,norm,gainLine,S;
	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
    gainLine=powf(1.0e1,0.05*gain);
    w0=2.0*M_PI*f0/fs;
    S=1.0;
    alpha = (sinf(w0)/2.0) * sqrtf((A + 1.0/A)*(1.0/S - 1.0) + 2.0 );
	norm=1.0/((A+1.0) + (A-1.0)*cosf(w0) + 2.0*sqrtf(A)*alpha);
	coeffs[0]=(A*( (A+1.0) - (A-1.0)*cosf(w0) + 2.0*sqrtf(A)*alpha ) * gainLine)*norm;        //b0
    coeffs[1]=(2.0*A*( (A-1.0) - (A+1.0)*cosf(w0) ) * gainLine)*norm;                        //b1
    coeffs[2]=(A*( (A+1.0) - (A-1.0)*cosf(w0) - 2.0*sqrtf(A)*alpha ) * gainLine)*norm;        //b2
    coeffs[3]=(-2.0*( (A-1.0) + (A+1.0)*cosf(w0)))*norm;                                    //-a1
    coeffs[4]=((A+1.0) + (A-1.0)*cosf(w0) - 2.0*sqrtf(A)*alpha)*norm;                        //-a2
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************
// 3 Расчет коэффициентов для полочного фильтра ВЧ
//*****************************************************************************
void TonelHightShelf(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
/*
a0 = (A+1) - (A-1)*cos(w0) + 2*sqrt(A)*alpha
a1 =  2*( (A-1) - (A+1)*cos(w0) )
a2 = (A+1) - (A-1)*cos(w0) - 2*sqrt(A)*alpha
b0 =  A*( (A+1) + (A-1)*cos(w0) + 2*sqrt(A)*alpha ) * gainLinear
b1 = -2*A*( (A-1) + (A+1)*cos(w0) ) * gainLinear
b2 =  A*( (A+1) + (A-1)*cos(w0) - 2*sqrt(A)*alpha ) * gainLinear
A  = 10^(boost/40)
w0 = 2*pi*f0/Fs
alpha = sin(w0)/2 * sqrt((A + 1/A)*(1/S - 1) + 2)     (type: Shelving)
gainLinear = 10^(gain/20)
	*/
    float A,w0,alpha,norm,gainLine,S;
	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
    gainLine=powf(1.0e1,0.05*gain);
    w0=2*M_PI*f0/fs;
    S=1;
    alpha = (sinf(w0)/2.0) * sqrtf((A + 1.0/A)*(1.0/S - 1.0) + 2.0 );
	norm=1.0/((A+1.0) + (A-1.0)*cosf(w0) + 2*sqrtf(A)*alpha);                                    //a0
	coeffs[0] =   A*( (A+1.0) + (A-1.0)*cos(w0) + 2.0*sqrt(A)*alpha ) * gainLine;                //b0
    coeffs[1] =  -2.0*A*( (A-1.0) + (A+1.0)*cos(w0) ) * gainLine;                                //b1
    coeffs[2] =   A*( (A+1.0) + (A-1.0)*cos(w0) - 2.0*sqrt(A)*alpha ) * gainLine;                //b2
    coeffs[3] =   2.0*( (A-1.0) - (A+1.0)*cos(w0) );                                            //-a1
    coeffs[4] =  (A+1.0) - (A-1.0)*cos(w0) - 2.0*sqrt(A)*alpha;                                    //-a2
}
//*****************************************************************************

 

Изменено пользователем smart_pic

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

smart_pic    7

smart_pic
Опубликовано · Жалоба

На данный момент пока не решен вопрос с расчетом коэффициентов полочного фильтра. Позже выложу программы на С для рассчета коэффициентов.

 

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

ig_z    0

ig_z
Опубликовано · Жалоба
On 9/6/2019 at 6:11 PM, smart_pic said:

 

Кроме  thermit    наверное и помочь некому.

В полочных фильтрах добавился непонятный параметр S. не знаю для чего он и как считать его.

 

В моих расчетах S влияет на "кривизну" кривой. Красная построена для S~0.9, синяя для S~0.35 

 

image.thumb.png.b1a22e0e980dd65462bb1792c88ca29c.png

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

smart_pic    7

smart_pic
Опубликовано · Жалоба

Это все верно . В описании на студию про это написано. Я проверяю свои формулы рассчета коэффициентов.

Я ввожу F, Q, Boost и получаю 5 коэффициентов для ДСП.

Вот формула рассчета альфы, но нигде не написано как  считать S.

    alpha = (sinf(w0)/2.0) * sqrtf((A + 1.0/A)*(1.0/S - 1.0) + 2.0 );

Для других фильтров расчеты совпадают с расчетами сигма студии.

В принцепе , когда ДСП будет управляться с ВЕБ интерфейса, то можно на слух подстроить нужную характеристику. Но на данном этапе хочется убедиться в правильности рассчетов, производимых МК.

 

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

smart_pic    7

smart_pic
Опубликовано · Жалоба

Продолжил заниматься расчетом коэффициентов для фильтров ADAU1701/

Как обещал вот программы расчета коэф на Си. 

//*****************************************************************************
//*****************************************************************************
#define M_PI       3.14159265358979323846
#include <math.h>

//*****************************************************************************
// 1 Расчет коэффициентов для полосового фильтра PeakingFiltr 
//*****************************************************************************
void PeakingFiltr(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
	float A,w0,alpha,norm,gainLine;
/*
alpha = sin(?0)/(2*Q)
a0 =  1 + alpha/A

b0 = (1 + alpha*A) * gainLinear
b1 = -(2 * cos(?0)) * gainLinear
b2 = (1 - alpha*A) * gainLinear
a1 = -2 * cos(?0)
a2 =  1 - alpha/A
*/


	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
	gainLine=powf(1.0e1,(float)gain/20);
	w0=2.0*M_PI*f0/fs;
	alpha=sinf(w0)/2.0/q;
	norm=1.0/(1.0+(alpha/A));								//a0

	coeffs[0]=(1.0+alpha*A)*norm*gainLine;				//b0
	coeffs[1]=-2.0*norm*cosf(w0)*gainLine;				//b1
	coeffs[2]=(1.0-alpha*A)*norm*gainLine;				//b2
	coeffs[3]=2.0*cosf(w0)*norm;						//-a1
	coeffs[4]=-1.0*(1.0-alpha/A)*norm;					//-a2
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************
// 2 Расчет коэффициентов для полочного фильтра НЧ
//*****************************************************************************
void TonelLowShelf(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
/*
a0 = (A+1) + (A-1)*cos(w0) + 2*sqrt(A)*alpha
a1 = -2*( (A-1) + (A+1)*cos(w0) )
a2 = (A+1) + (A-1)*cos(w0) - 2*sqrt(A)*alpha
b0 =  A*( (A+1) - (A-1)*cos(w0) + 2*sqrt(A)*alpha ) * gainLinear
b1 =  2*A*( (A-1) - (A+1)*cos(w0) ) * gainLinear
b2 =  A*( (A+1) - (A-1)*cos(w0) - 2*sqrt(A)*alpha ) * gainLinear

alpha = sin(w0)/2 * sqrt( (A + 1/A)*(1/S - 1) + 2 )
*/
	float A,w0,alpha,norm,gainLine,S;

	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
	gainLine=powf(1.0e1,0.05*gain);
	w0=2.0*M_PI*f0/fs;
	S=1.0;
	alpha = (sinf(w0)/2.0) * sqrtf((A + 1.0/A)*(1.0/S - 1.0) + 2.0 );

	norm=1.0/((A+1.0) + (A-1.0)*cosf(w0) + 2.0*sqrtf(A)*alpha);								//a0

	coeffs[0]=(A*( (A+1.0) - (A-1.0)*cosf(w0) + 2.0*sqrtf(A)*alpha ) * gainLine)*norm;		//b0
	coeffs[1]=(2.0*A*( (A-1.0) - (A+1.0)*cosf(w0) ) * gainLine)*norm;						//b1
	coeffs[2]=(A*( (A+1.0) - (A-1.0)*cosf(w0) - 2.0*sqrtf(A)*alpha ) * gainLine)*norm;		//b2
	coeffs[3]=(-2.0*( (A-1.0) + (A+1.0)*cosf(w0)))*norm;									//-a1
	coeffs[4]=((A+1.0) + (A-1.0)*cosf(w0) - 2.0*sqrtf(A)*alpha)*norm;						//-a2
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************
// 3 Расчет коэффициентов для полочного фильтра ВЧ
//*****************************************************************************
void TonelHightShelf(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
/*
a0 =  (A+1) - (A-1)*cos(?0) + 2*sqrt(A)*alpha



alpha = sin(?0)/2 * sqrt( (A + 1/A)*(1/S - 1) + 2 ) 
*/
	float A,w0,alpha,norm,gainLine,S;

	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
	gainLine=powf(1.0e1,0.05*gain);
	w0=2*M_PI*f0/fs;
	S=1;
	alpha = (sinf(w0)/2.0) * sqrtf((A + 1.0/A)*(1.0/S - 1.0) + 2.0 );

	norm=1.0/((A+1.0) + (A-1.0)*cosf(w0) + 2*sqrtf(A)*alpha);									//a0

	coeffs[0] =   A*( (A+1.0) + (A-1.0)*cos(w0) + 2.0*sqrt(A)*alpha ) * gainLine;				//b0
	coeffs[1] =  -2.0*A*( (A-1.0) + (A+1.0)*cos(w0) ) * gainLine;								//b1
	coeffs[2] =   A*( (A+1.0) + (A-1.0)*cos(w0) - 2.0*sqrt(A)*alpha ) * gainLine;				//b2
	coeffs[3] =   2.0*( (A-1.0) - (A+1.0)*cos(w0) );											//-a1
	coeffs[4] =  (A+1.0) - (A-1.0)*cos(w0) - 2.0*sqrt(A)*alpha;									//-a2
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************

//*****************************************************************************
// 4 Расчет коэффициентов для фильтра НЧ
//*****************************************************************************
void GeneralLowPass(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
	float A,w0,alpha,norm,gainLine;
/*
alpha = sin(w0)/(2*Q)
a0 =   1 + alpha
a1 =  -2*cos(w0)
a2 =   1 - alpha
b0 =  (1 - cos(w0)) * gainLinear / 2
b1 =   1 - cos(w0)  * gainLinear
b2 =  (1 - cos(w0)) * gainLinear / 2
*/

	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
	gainLine=powf(1.0e1,(float)gain/20);
	w0=2.0*M_PI*f0/fs;
	alpha=sinf(w0)/2.0/q;
	norm=1.0/(1.0+alpha);								//a0

	coeffs[0]=(1.0-cosf(w0))*gainLine/2*norm;			//b0
	coeffs[1]=(1.0-cosf(w0))*gainLine *norm;			//b1
	coeffs[2]=(1.0-cosf(w0))*gainLine/2*norm;			//b2
	coeffs[3]=2.0*cosf(w0)*norm;						//-a1
	coeffs[4]=-1.0*(1.0-alpha)*norm;					//-a2
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************

//*****************************************************************************
// 5 Расчет коэффициентов для фильтра ВЧ
//*****************************************************************************
void GeneralHightPass(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
	float A,w0,alpha,norm,gainLine;
/*
alpha = sin(w0)/(2*Q)
a0 =   1 + alpha
a1 =  -2*cos(w0)
a2 =   1 - alpha
b0 =  (1 + cos(w0)) * gainLinear / 2
b1 = -(1 + cos(w0)) * gainLinear
b2 =  (1 + cos(w0)) * gainLinear / 2
*/

	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
	gainLine=powf(1.0e1,0.05*gain);
	w0=2*M_PI*f0/fs;
	alpha=sinf(w0)/2.0/q;
	norm=1.0/(1.0+alpha);

	coeffs[0]=(1.0+cosf(w0))*gainLine/2*norm;		//b0
	coeffs[1]=-1.0*(1.0+cosf(w0))*gainLine*norm;	//b1
	coeffs[2]=(1.0+cosf(w0))*gainLine/2*norm;		//b2
	coeffs[3]=2.0*cosf(w0)*norm;					//-a1
	coeffs[4]=-1.0*(1.0-alpha)*norm;				//-a2
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************

//*****************************************************************************
// 6 Расчет коэффициентов для фильтра НЧ Butterworth
//*****************************************************************************
void ButterworthLowPass(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
/*
alpha = sin(w0) / (2.0 * 1/sqrt(2))
a0 =   1 + alpha
a1 =  -2*cos(w0)
a2 =   1 - alpha
b0 =  (1 - cos(w0)) * gainLinear / 2
b1 =   1 - cos(w0)  * gainLinear
b2 =  (1 - cos(w0)) * gainLinear / 2
*/
	float A,w0,alpha,norm,gainLine;


	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
	gainLine=powf(1.0e1,(float)gain/20);
	w0=2.0*M_PI*f0/fs;
	alpha=sinf(w0)/(2.0* 1/sqrtf(2));
	norm=1.0/(1.0+alpha);								//a0

	coeffs[0]=(1.0-cosf(w0))*gainLine/2*norm;			//b0
	coeffs[1]=(1.0-cosf(w0))*gainLine *norm;			//b1
	coeffs[2]=(1.0-cosf(w0))*gainLine/2*norm;			//b2
	coeffs[3]=2.0*cosf(w0)*norm;						//-a1
	coeffs[4]=-1.0*(1.0-alpha)*norm;					//-a2
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************

//*****************************************************************************
// 7 Расчет коэффициентов для фильтра ВЧ Butterworth
//*****************************************************************************
void ButterworthHightPass(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
/*
a0 =   1 + alpha
a1 =  -2*cos(w0)
a2 =   1 - alpha
b0 = -(1 + cos(w0)) * gainLinear / 2
b1 = -(1 + cos(w0)) * gainLinear
b2 = -(1 + cos(w0)) * gainLinear / 2

alpha = sin(w0) / (2.0 * 1/sqrt(2))
*/
	float A,w0,alpha,norm,gainLine;


	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
	gainLine=powf(1.0e1,0.05*gain);
	w0=2*M_PI*f0/fs;
	alpha=sinf(w0)/(2.0* 1/sqrtf(2));
	norm=1.0/(1.0+alpha);

	coeffs[0]=(1.0+cosf(w0))*gainLine/2*norm;		//b0
	coeffs[1]=-1.0*(1.0+cosf(w0))*gainLine*norm;	//b1
	coeffs[2]=(1.0+cosf(w0))*gainLine/2*norm;		//b2
	coeffs[3]=2.0*cosf(w0)*norm;					//-a1
	coeffs[4]=-1.0*(1.0-alpha)*norm;				//-a2
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************

//*****************************************************************************
// 8 Расчет коэффициентов для фильтра НЧ Bessel
//*****************************************************************************
void BesselLowPass(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
	float A,w0,alpha,norm,gainLine;

	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
	gainLine=powf(1.0e1,(float)gain/20);
	w0=2.0*M_PI*f0/fs;
	alpha=sinf(w0)/(2.0* 1/sqrtf(3));
	norm=1.0/(1.0+alpha);								//a0

	coeffs[0]=(1.0-cosf(w0))*gainLine/2*norm;			//b0
	coeffs[1]=(1.0-cosf(w0))*gainLine *norm;			//b1
	coeffs[2]=(1.0-cosf(w0))*gainLine/2*norm;			//b2
	coeffs[3]=2.0*cosf(w0)*norm;						//-a1
	coeffs[4]=-1.0*(1.0-alpha)*norm;					//-a2
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************

//*****************************************************************************
// 9 Расчет коэффициентов для фильтра ВЧ Bessel
//*****************************************************************************
void BesselHightPass(float f0,float fs,float q,float boost,float gain,float *coeffs)
{
	float A,w0,alpha,norm,gainLine;

	A=powf(1.0e1,0.025*boost);
	gainLine=powf(1.0e1,0.05*gain);
	w0=2*M_PI*f0/fs;
	alpha=sinf(w0)/(2.0* 1/sqrtf(3));
	norm=1.0/(1.0+alpha);

	coeffs[0]=(1.0+cosf(w0))*gainLine/2*norm;		//b0
	coeffs[1]=-1.0*(1.0+cosf(w0))*gainLine*norm;	//b1
	coeffs[2]=(1.0+cosf(w0))*gainLine/2*norm;		//b2
	coeffs[3]=2.0*cosf(w0)*norm;					//-a1
	coeffs[4]=-1.0*(1.0-alpha)*norm;				//-a2
}
//*****************************************************************************
//*****************************************************************************

Возможно кому пригодится.

Остался нерешенным вопрос с полочными фильтрами.

Непонятно как Сигма студия считает коэф для данного типа фильтра.

Может быть кто то уже это проходил?

Прошу откликнуться.

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

DASM    0

DASM
Опубликовано · Жалоба

Я не стал заморачиваться БИХ фильтрами, неудобные, фазу портят, произвольную АЧХ-ФЧХ не нарисовать. Делаю длинный КИХ фильтр линейнофазовый методом частотного семплирования. По желанию пользователя (меня то бишь) перевожу его в минимально-фазовый известным методом через цепструм. Недостаток - относительно высокая ресурсоемкость, впрочем для эквала на 20 тыщ точек и STM32H7 хватает и еще на экран остается.

Полочник рисую  как две полки :) и между полками две полупараболы с разным знаком. 

Мне то все равно, что сэмплировать, АЧХ можно хоть пальцем рисовать (но неудобно, поэтому использую ручки с иммитацией откликов БИХ, за исключением полочников - полочники в БИХ реализации при высокой крутинзне дают выброс, горбик на АЧХ, мне оно не надо.

442405763_.thumb.png.4796ce75787c30c7f7d66891f402ddef.png

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

smart_pic    7

smart_pic
Опубликовано · Жалоба
1 hour ago, DASM said:

Я не стал заморачиваться БИХ фильтрами, неудобные, фазу портят, произвольную АЧХ-ФЧХ не нарисовать. Делаю длинный КИХ фильтр линейнофазовый методом частотного семплирования. По желанию пользователя (меня то бишь) перевожу его в минимально-фазовый известным методом через цепструм. Недостаток - относительно высокая ресурсоемкость, впрочем для эквала на 20 тыщ точек и STM32H7 хватает и еще на экран остается.

 

Не понял немного. Обработка идет на STM32H7 ?

Я на ADAU1701 делаю , а управление на PIC32 через ВЕБ.

Вот видео снял небольшое www.yakorev.com.ru/dspcontr.avi

Управление громкостью и индикацию уровня сделал, теперь хочу управление фильтрами прикрутить. Расчет коэф осилил, остается ВЕБ прикрутить

 

 

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

DASM    0

DASM
Опубликовано · Жалоба
2 hours ago, smart_pic said:

Не понял немного. Обработка идет на STM32H7 ?

Я на ADAU1701 делаю , а управление на PIC32 через ВЕБ.

Вот видео снял небольшое www.yakorev.com.ru/dspcontr.avi

Управление громкостью и индикацию уровня сделал, теперь хочу управление фильтрами прикрутить. Расчет коэф осилил, остается ВЕБ прикрутить

 

 

Да, на Н7 все и считал

Поделиться сообщением

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
×
  • Создать...