The invention discloses a low distortion audio signal generating method. The method is as follows: first, we use the waveform generation algorithm in FPGA to generate a periodic waveform data, and then design a N times interpolation filter in FPGA. The interpolation filter is based on the sampling rate of the waveform data produced by the FPGA, and combines the update rate of DAC to select an optimal number of interpolation points, N, by interpolation filtering calculation. The method improves the sampling rate of the waveform data to N*fs; FPGA outputs the interpolated data to the DAC, and the 8 times over sampling design in DAC can effectively remove the image of the audio signal to the 8*Fes; after the DAC output signal is filtered through the reconstructed filter, the image of the audio signal can be completely filtered out. The invention occupies less internal resources of FPGA, and only needs a small amount of sampled data to achieve the production of low distortion audio signals, with less harmonic content and better image suppression. The design of reconfigurable filter is also very simple. It does not require high-order piecewise design, which reduces the difficulty and cost of design.
【技术实现步骤摘要】
一种低失真音频信号发生方法
本专利技术涉及一种低失真音频信号发生方法。
技术介绍
音频设备的测试基本都需要一个纯净的音频信号激励。最常用的音频激励信号是正弦波。传统的音频信号产生方案是采用RC振荡电路,其产生的音频信号失真度低,但是存在幅度波动,且输出频率不连续,频率切换稳定时间较长,频率精度较差等缺点。随着数字电子技术的发展,目前广泛采用的音频信号产生方法主要有频率合成技术和直接数字合成技术两种方案。其中,频率合成技术主要是利用石英晶体振荡器,通过数字分频器和锁相环电路来产生音频信号,然后通过低通滤波器和自动幅度控制电路产生所需音频信号,该方案产生音频信号频率精度较高,但是输出信号寄生较大,波形失真严重;直接数字合成技术方案主要是利用处理器根据波形存储器储存的波形文件或者根据波形生成算法产生大量音频信号波形数据,然后通过DAC转换为模拟信号,通过分段模拟低通滤波器对不同频率的音频信号进行滤波,产生较高精度的音频信号,该方案产生音频信号的频率精度较高,但是音频信号的镜像抑制较差,而且需要设计多个模拟低通滤波器,且滤波器设计复杂,难度较大,由于低通滤波器无法将所有信号的谐波滤除,部分音频信号的失真度较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种低失真音频信号发生方法,以解决音频信号在数模转换过程中信号的失真度较大的问题。为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种低失真音频信号发生方法,其采用的装置包括依次连接的FPGA、DAC和重构滤波器,所述低失真音频信号发生方法具体为:a首先根据输出音频信号的频率在FPGA内部利用波形生成算法产生一个周期的波形数 ...
【技术保护点】
1.一种低失真音频信号发生方法,其采用的装置包括依次连接的FPGA、DAC和重构滤波器,其特征在于,所述低失真音频信号发生方法具体为:a首先根据输出音频信号的频率在FPGA内部利用波形生成算法产生一个周期的波形数据,采样点数需要满足奈奎斯特采样定理,并且采样率fs低于DAC的更新率;b在FPGA内部设计一个N倍插值滤波器,该插值滤波器根据FPGA产生的波形数据的采样率fs,并结合DAC的更新率选择一个最佳的插值点数N,通过插值滤波算法将波形数据的采样率提高到N*fs;FPGA将插值后的数据输出至DAC中;其中,N为整数;c在DAC内部对插值后的数据进行8倍过采样设计,然后DAC输出信号到重构滤波器,经过重构滤波器滤波后输出音频信号;所述步骤b中,最佳的插值点数N的确定过程如下:首先根据重构滤波器的带宽以及DAC的更新率确定FPGA内部插值滤波算法输出的波形数据更新频率Fes;其中,Fes小于DAC的更新率,且8*Fes大于重构滤波器的带宽;其次FPGA内部根据设定的输出音频信号频率f,在波形生成算法部分产生一个周期的波形数据,假设一个周期包含M个数据,其中,M为整数,则其采样率fs=M ...
【技术特征摘要】
1.一种低失真音频信号发生方法,其采用的装置包括依次连接的FPGA、DAC和重构滤波器,其特征在于,所述低失真音频信号发生方法具体为:a首先根据输出音频信号的频率在FPGA内部利用波形生成算法产生一个周期的波形数据,采样点数需要满足奈奎斯特采样定理,并且采样率fs低于DAC的更新率;b在FPGA内部设计一个N倍插值滤波器,该插值滤波器根据FPGA产生的波形数据的采样率fs,并结合DAC的更新率选择一个最佳的插值点数N,通过插值滤波算法将波形数据的采样率提高到N*fs;FPGA将插值后的数据输出至DAC中;其中,N为整数;c在DAC内部对插值后的数据进行8倍过采样设计,然后DAC输出信号到重构滤波器,经过重构滤波器滤波后输出音频信号;所述步骤b中,最佳的插值点数N的确定过程如下:首先根据重构滤波器的带宽以及DAC的更新率确定FPGA内部插值滤波算法输出的波形数据更新频率Fes;其中,...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋志刚,王建中,缪国锋,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第四十一研究所,
类型:发明
国别省市:山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。