C語言源碼的陷波器設計及調試總結

一 前記

音頻信號處理中，限波器是一個常用的算法。這個算法難度不是很高，可用起來卻坑很多。

二 源碼解析

1 濾波器的核心函數，這裏注意兩點，一個是帶寬不能太寬了，太寬了殺傷力太大了，容易出問題。另外一個就是濾波器的階數非常重要，假如想濾波寬度儘量窄一些，那就階數儘量高一些。

/************************************************************************
*  IIR陷波器(直接II型/典範型)
*  參數列表：
*        short ch:濾波通道，0-17
*        int   xn:濾波輸入
*        float fnotch:陷波頻率,Hz
*        float bw:    帶寬,Hz(eg:50Hz±1Hz，BW=2Hz )    
*        float fs:    採樣率,Hz
*        short init:  是否初始化陷波器（1:初始化,0:不初始化）
*  輸出：
*        濾波輸出(若ch超出範圍，或者fs,bw,fnotch不合理，返回-1)
* 說明: 陷波器個數由ch決定，每個陷波器相互獨立，因此需要單獨初始化；
************************************************************************/
int AzIIRNotchFilter(short ch,int xn, float fnotch,float bw, float fs, short init)
{
    float y0;
    float Fn;
    float BW;

    if (ch<0 || ch>=AZ_CH_NUM)return -1;
    if (bw<=0 || fs<=0 || fnotch<=0 || fs<=fnotch*2 || fnotch-bw/2<=0)return -1;

    Fn = fnotch/(fs/2);
    BW = bw/(fs/2);
    if (init)
    {
        AzInitNotchByChannel(ch,Fn,BW);
    }

//     fNotchBuf[ch][0]=(float)xn*fCoefA[ch][0]-fCoefA[ch][1]*fNotchBuf[ch][1]-fCoefA[ch][2]*fNotchBuf[ch][2];
    fNotchBuf[ch][0]=(float)xn-fCoefA[ch][1]*fNotchBuf[ch][1]-fCoefA[ch][2]*fNotchBuf[ch][2];
    y0=fCoefB[ch][0]*fNotchBuf[ch][0]+fCoefB[ch][1]*fNotchBuf[ch][1]+fCoefB[ch][2]*fNotchBuf[ch][2];
    fNotchBuf[ch][2]=fNotchBuf[ch][1];
    fNotchBuf[ch][1]=fNotchBuf[ch][0];

    return (int)y0;
}

三 效果展示

一個1k的正玄波處理前如下所示：

 

 

過了這個濾波器之後如下所示：

 

這樣看可以得出這個限波器還是非常有價值的。

四 總結備忘

1 限波期會影響音質，所以用的時候的原則就是儘量少用或者不用。