分频段数字音频动态范围处理器的设计、仿真与测试-信号处理.PDF

第２６卷　第７期 信 号 处 理 Ｖｏｌ．２６．　Ｎｏ．７ 　２０１０年７月 ＳＩＧＮＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ Ｊｕｌ．２０１０ 分频段数字音频动态范围处理器的 设计、仿真与测试 桑晓君　陈晓光 （复旦大学信息学院通信科学与工程系上海２００４３３） 摘　要：本文提出一种分频段数字音频动态范围处理器的设计方法。传统的分频段方法主要采用滤波器组，而本文则 利用扬声系统中的ＬＲ分割器来分割频段。传统的动态范围处理器通常利用前馈包络法和低通滤波器来平滑增益曲线。但面 对快速变化的信号或噪声，此类方法得到的结果可能会有较大的失真。针对此问题，本文提出了一种创新的时间幅度并行 控制法，在时间和幅度域内同时对信号进行控制，能很好地降低噪声并改善输出信号的失真度。最后，本文给出了ＭＡＴ ＬＡＢ仿真和基于ＡＤＳＰ２１３６４的实测结果，验证了本方法的性能。 关键词：分频段；时幅并行控制；动态范围；扩张器；失真度 中图分类号：ＴＮ９１２．２　　文献标识码：Ｂ　　文章编号：１００３－０５３０（２０１０）０７－１０２７－０６ Ｄｅｓｉｇｎ，ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＳｐｌｉｔｂａｎｄ ＤｉｇｉｔａｌＡｕｄｉｏＤｙｎａｍｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｏｒ ＳＡＮＧＸｉａｏｊｕｎ　ＣＨＥＮＸｉａｏｇｕａｎｇ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＦｕｄａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２００４３３） Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｓｐｌｉｔｂａｎｄａｕｄｉｏｄｙｎａｍｉｃｓｐｒｏｃｅｓｓｏｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｂａｎｄｓｐｌｉｔｔｉｎｇｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｗｉｔｈｆｉｌｔｅｒ ｂａｎｋｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｕｓｅｔｈｅＬＲｃｒｏｓｓｏｖｅｒｉｎｌｏｕｄｓｐｅａｋｅｒｓｙｓｔｅｍｔｏｓｐｌｉｔｔｈｅａｕｄｉｏｓｐｅｃｔｒｕｍ．Ｔｈｅｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄｅｎｖｅｌｏｐｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄｌｏｗｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｓａｒｅｕｓｕａｌｌｙｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｓｍｏｏｔｈｔｈｅｇａｉｎｃｕｒｖｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅｏｆｔｈｅｓｉｇｎａｌ．Ｂｕｔｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓｍａｙ ｓｕｆｆｅｒｌａｒｇｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｗｈｅｎｆａｃｉｎｇｒａｐｉｄｌｙｃｈａｎｇｉｎｇｓｉｇｎａｌｏｒｎｏｉｓｅ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｎｅｗｐａｒａｌｌｅｌｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ ｂｏｔｈｉｎｔｉｍｅａｎｄａｍｐｌｉｔｕｄｅｄｏｍａｉｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｎｏｉｓｅａｎｄｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＭＡＴＬＡＢｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｎ ＡＤＳＰ２１３６４ａｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｆｉｎａｌｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｓｐｌｉｔｂａｎｄ；ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｎｔｒｏｌ；ｄｙｎａｍｉｃｓｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ｅｘｐａｎｄｅｒ；ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ 动态范围控制的实质是控制增益，分为瞬时值和ＲＭＳ １　引言 （ＲｏｏｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅ）两类。瞬时值主要针对专业处理， 动态范围处理器是音频系统中非常重要的环节， 也是本文研究的对象。如果将瞬时值的控制范围扩 主要包括限幅器、压缩器、扩张器和噪声门。限幅器和 展到一个 ＲＭＳ数据块，本文提出的方法稍加修改后 压缩器可以缩小信号动态范围；扩张器可以扩大信号 也可应用于基于ＲＭＳ值的增益控制。传统的增益控