测量数字滤波器传递函数的最有效方法

Question

我必须确定(实际验证)数字音频EQ滤波器组的传输功能。(有人告诉我，阶段并不重要，目前我正在这个假设下工作。)

我将使用APx515音频分析器，但看来我既不能在输入端注入模拟信号，也不能通过SPDIF/TOSlink或任何其他串行链接输入信号流。输入信号必须存储在磁头单元中，或者通过USB记忆棒带来。从那时起，它将被读取到音频处理阶段，这将是EQ过滤器。然后将信号发送到包括放大器的DAC级。模拟输出级在增益方面已经有了特征。

几年前，我曾研究过系统辨识问题，以求逆辨识。我们有一个计算上相当密集的系统，它使用LMS滤波器，并且最大限度地减小了需要矩阵反演的误差。

由于AP设备将给出输出信号的FFT，我想的是啁啾信号将是最好的数字刺激使用。我知道这是一个很开放的问题，但是：

啁啾信号是否足以确定EQ滤波器传递函数的大小？

应该使用的啁啾信号的特征是什么？

以秒为单位的信号持续时间是可以接受的。我想要确定的是，可以检查啁啾信号的fft，以确保它在感兴趣的频率(频带)中是平坦的。

任何您能提供的洞察力都将不胜感激。谢谢吉姆

Answer 1

事实证明，解决办法很简单。一个干净的刺激被使用的事实是有帮助的。

我用一个啁啾信号作为刺激。对数啁啾信号提供了更好的低频特性(例如，在0.001 dB内与已知的线性啁啾一致)，而线性啁啾在高频端(相同的一致性范围)提供了更好的一致性。DUT可分为低频、中、高频器件(20 Hz ~ 20 kHz全量程)。啁啾的长度可以调节2秒或4秒。

计算了交叉光谱密度(利用Welch's和Hann窗口)和光谱密度Sxx。这给出了: H=Sxy/Sxx，其值为用于报告结果的H值的前一半。正如我前面提到的，不需要相位测量。

如果有人想让我这样做，我可以张贴一个Scilab模拟这些步骤，由Butterworth和椭圆滤波器模拟的DUT。谢谢。

Answer 2

听起来很有趣。我只在房间里捕捉混响的脉冲响应时使用过啁啾信号。在这种情况下，我记得使用的啁啾信号不是线性的，所以我猜信号的特性取决于系统的用途。

很难说，但如果可以的话，肯定会带来一些信号。比如说，一个线性啁啾信号，一个对数，然后可能只是一个有规律的脉冲响应，一个脉冲响应后面跟着一个零尾。然后，您应该能够使用z变换计算出输入和输出信号的传递函数。虽然在你的链条末端的放大器可能会使这一点更加困难，因为你将不得不考虑到它对你的信号的影响。

你可能已经看过了，但是朱利叶斯·O·史密斯有一本关于数字滤波器分析的好书。这可能是我见过的关于数字音频滤波器分析的最好的书。它应该回答你的任何问题。

https://ccrma.stanford.edu/~jos/filters/