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滤波器组的传递函数。 （我被告知阶段并不重要，现在正在这个假设下工作。）

我将使用APx515音频分析仪，但似乎我既不能在输入端注入模拟信号，也不能通过SPDIF / TOSlink或任何其他串行链路输入信号。输入信号必须存储在主机中或通过USB记忆棒传送。从那时起，它将被读入音频处理阶段，这将是EQ滤波器。然后，信号将被发送到包括放大器的DAC级。模拟输出级已经以增益为特征。

几年前，我一直在研究系统识别问题，以进行反向识别。我们有一个使用LMS滤波器的计算密集型系统，也是一个最小化需要矩阵求逆的误差的系统。

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。 我知道这是一个相当开放的问题，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？

大约秒的信号持续时间是可以接受的。我想要确保必须检查啁啾信号的fft，以确保它在感兴趣的频率（波段）中是平坦的。

您将提供的任何见解将不胜感激。 谢谢 吉姆

Answer 1

听起来很有趣。在捕捉房间混响的脉冲响应时，我只使用过啁啾信号。在那种情况下，我记得使用的啁啾信号不是线性的，所以我猜信号的特征取决于系统的用途。

很难说，但如果可以的话，肯定会带来一些信号。比方说，一个线性啁啾信号，一个对数，然后可能只是一个常规的脉冲响应，其中一个跟随一个零尾。然后，您应该能够使用输入和输出信号上的z变换计算传递函数。尽管你的链末端的放大器可能会让这更加困难，因为你必须考虑到它对你的信号的影响。

你可能已经看过了，但Julius O. Smith有一本关于数字滤波器分析的好书。这可能是我遇到过的最好的数字音频滤波器分析书。它应该回答你的任何问题。

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

Answer 2

事实证明解决方案很简单。使用清洁刺激的事实有助于。

我使用啁啾信号作为刺激。对数啁啾信号给出了更好的低频特性（例如，在与已知DUT的0.001dB协议内），而线性啁啾在高频端（相同的一致范围）给出了更好的一致性。 DUT可以按照低中频和高频设备（总频率范围为20 Hz至20 kHz）进行分类。唧唧的长度可以调整2秒或4秒。

计算交叉谱密度（使用Welch的Sxy和Hann窗口）和谱密度Sxx。 这给出：H = Sxy / Sxx 用于报告结果的H的幅度值的前半部分。正如我前面提到的，不需要进行相位测量。

如果有人想要我，我可以用Butterworth和椭圆滤波器模拟的DUT发布这些步骤的Scilab模拟。 感谢。