一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法及相关设备技术

本发明专利技术提供了一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法及相关设备，该设计方法将待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器；将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；n≥3，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下取整；其中待设计n阶滤波器的品质因数为目标品质因数，未设计n阶滤波器的品质因数为固定品质因数；根据固定品质因数与目标品质因数计算出一个比例系数，再计算出每个未设计二阶滤波器的品质因数，根据比例系数与每个未设计二阶滤波器的品质因数即可计算出每个待设计二阶滤波器的品质因数；当目标品质因数改变时，比例系数与每个待设计二阶滤波器的品质因数也随之改变，此时就得到了一个品质因数可调节的n阶滤波器。器。器。

【技术实现步骤摘要】
一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法及相关设备


[0001]本专利技术涉及滤波器
，更具体地说，涉及一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法及相关设备。

技术介绍

[0002]在音频等很多领域中，当使用高阶滤波器来得到在阻频带振幅衰减速度的同时，进一步的也需要调节截止频率点到通带之间的幅频曲线；例如在喇叭无法响应的低频，需要使用一个高阶高通滤波器来滤除某一频率点以下的信号，以节约功耗，同时在高于该频点的附近又存在需要加强的信号，如鼓声、贝斯等低频发生乐器，此时就需要调节截止频率点到通带之间的幅频曲线；而调节截止频率点到通带之间的幅频曲线，就需要调节截止频率点相对于通带的增益比，也即调节滤波器的品质因数(Q值)。
[0003]但是，当前针对低通滤波器和高通滤波器，只有二阶的高通滤波器和低通滤波器可以调节品质因数(Q值)，没有高阶的品质因数(Q值)可调的低通滤波器和高通滤波器，所以当需要使用高阶滤波器来得到在阻频带振幅衰减速度的同时，无法实现进一步调节截止频率点到通带之间的幅频曲线。
[0004]因此，需要一种可以调节品质因数(Q值)的高阶滤波器，来调节截止频率点的幅频增益相对于通带的幅频增益的增益比，进而调节截止频率点到通带之间的幅频曲线。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法及相关设备，技术方案如下：
[0006]所述设计方法包括：
[0007]确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3；<br/>[0008]将所述待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下取整；
[0009]将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；所述未设计n阶滤波器的品质因数为固定品质因数；
[0010]计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数；
[0011]根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数；
[0012]基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。
[0013]可选的，在该设计方法中，所述计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数包括：
[0014]获取所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程；所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程为：
[0015][0016]Q
i
为第i个所述未设计二阶滤波器的品质因数；P
i
为圆周率；n为所述未设计n阶滤波器的阶数；
[0017]基于所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程，计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数。
[0018]可选的，在该设计方法中，所述根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数包括：
[0019]获取比例系数方程；所述比例系数方程为：
[0020][0021]J为所述比例系数；Q
k
为所述目标品质因数；Q
l
为所述固定品质因数；n为所述未设计n阶滤波器的阶数；
[0022]利用所述比例系数方程，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数。
[0023]可选的，在该设计方法中，所述基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数包括：
[0024]获取所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程；每个所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程为：
[0025]Q
x
＝Q
i
×
J
[0026]Q
x
为所述待设计二阶滤波器的品质因数；Q
i
为第i个所述未设计二阶滤波器的品质因数；J为所述比例系数；
[0027]利用所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。
[0028]一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置，所述装置包括：
[0029]确定模块；用于确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3；
[0030]第一分配模块；用于将所述待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下取整；
[0031]第二分配模块；用于将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；所述未设计n阶滤波器的品质因数为固定品质因数；
[0032]第一计算模块；用于计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数；
[0033]第二计算模块；用于根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数；
[0034]第三计算模块；用于基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。
[0035]可选的，在该设计装置中，所述第一计算模块包括：
[0036]第一获取子模块；用于获取所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程；所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程为：
[0037][0038]Qi为第i个未设计二阶滤波器的品质因数；Pi为圆周率；n为所述未设计n阶滤波器的阶数；
[0039]第一计算子模块；用于基于所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程，计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数。
[0040]可选的，在该设计装置中，所述第二计算模块包括：
[0041]第二获取子模块；用于获取比例系数方程；所述比例系数方程为：
[0042][0043]J为所述比例系数；Q
k
为所述目标品质因数；Q
l
为所述固定品质因数；n为所述未设计n阶滤波器的阶数；
[0044]第二计算子模块，用于利用所述比例系数方程，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数。
[0045]可选的，在该设计装置中，所述第三计算模块包括：
[0046]第三获取子模块；用于获取所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程；每个所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程为：
[0047]Q
x
＝Q
i
×
J
[0048]Q
x
为第x个所述待设计二阶滤波器的品质因数；Q
i
为第i个所述未设计二阶滤波器的品质因数；J为所述比例系数；
[0049]第三计算子模块；用于利用每个所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。
[0050]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述任意一项所述的设计方法。
[0051]一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；
[0052]其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括：确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3；将所述待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下取整；将未设计n阶滤波器划分为m个未设计二阶滤波器；所述未设计n阶滤波器的品质因数为固定品质因数；计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数；根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数；基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数。2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数包括：获取所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程；所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程为：Q
i
为第i个所述未设计二阶滤波器的品质因数；P
i
为圆周率；n为所述未设计n阶滤波器的阶数；基于所述未设计二阶滤波器的品质因数的计算方程，计算每个所述未设计二阶滤波器的品质因数。3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述根据所述目标品质因数以及所述固定品质因数，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数包括：获取比例系数方程；所述比例系数方程为：J为所述比例系数；Q
k
为所述目标品质因数；Q
l
为所述固定品质因数；n为所述未设计n阶滤波器的阶数；利用所述比例系数方程，计算所述待设计二阶滤波器的品质因数的比例系数。4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述基于每个所述未设计二阶滤波器的品质因数以及所述比例系数，计算每个所述待设计二阶滤波器的品质因数包括：获取所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程；每个所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程为：Q
x
＝Q
i
×
JQ
x
为所述待设计二阶滤波器的品质因数；Q
i
为第i个所述未设计二阶滤波器的品质因数；J为所述比例系数；利用所述待设计二阶滤波器的品质因数计算方程，计算每个所述待设计二阶滤波器的
品质因数。5.一种品质因数可调节的高阶滤波器的设计装置，其特征在于，所述装置包括：确定模块；用于确定待设计n阶滤波器的目标品质因数，n≥3；第一分配模块；用于将所述待设计n阶滤波器划分为m个待设计二阶滤波器，m≥1，其中，m＝n/2，且m向下...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄娴，朱马，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：