用陷波器调试WinDSK6示例

如果你双击一个winDSK6的图标，将会启动winDSK6的应用程序，会出现如图4.4所示的窗口。在进一步处理前要保证在DSK和主配置（DSK and Host Conl-iguration）栏中进行了正确的选择。这些选择是非常重要的，因为在下次运行winDSK6时，你做的选择仍然有效。

winDSK6陷波滤波器的应用采用了一个2阶IIR滤波器。单击陷波滤波器的按钮将使程序进入主动DSK模式，出现一个如图4.5所示的窗口。

在本书第3章中，我们降低了Q值（在滤波器的传输函数中表现为变量r的取值）。这就是在z平面的原点放置极点，DSK就像运行一个FIR滤波器一样运行。在这里，我们将增加Q值（增加|r|），它将导致极点远离原点并接近单位圆。这个调整（通过在陷波/带通滤波器窗口的滑轮来控制）如图4.5所示。也要注意到，在这个例子中“滤波器的类型”要选择“陷波”而非“带通”，陷波滤波器也称为阻带滤波器。当陷波滤波器的极点非常接近单位圆（即|r|→1.0），它将使得陷波特性非常陡峭。但是对于所有的IIR滤波器而言都会遇到稳定性的问题。如果|r|=1.0，极点位于单位圆上，滤波器会变得不稳定了（将导致振荡）。

为了清楚地显示移动极点造成的陷波滤波器的幅频响应的变化，我们将保持陷波频率为一个常数然后只变化|r|。理论上，在陷波频率上将发生一个无限大的衰减（实际上是一个接近无穷大的非常大的衰减，如此大的衰减几乎可以被认为是无限大的衰减）。这揭示了为什么一个设置合理的陷波滤波器实际上能够完美地去除干扰的单音信号。和4个不同|r|设定相关的陷波滤波器响应曲线如图4.6所示。比较图中的频率响应，可以看到IIR滤波器的极点接近单位圆所造成的影响。

图4.4 winDSK6准备调用陷波滤波器应用

图4.5 winDSK6运行参数r=0.9一个陷波滤波器的应用(www.xing528.com)

（1）随着|r|→1，滤波器的最大增益（没有归一化）接近于1（0dB）。对于|r|的任何数值，可以通过加入一个乘积因子，即乘以一个系数b来使得滤波器的最大增益总保持为1（0dB）。我们将省掉这个额外的步骤。记住一个DSP算法的过量的增益在其输出大于DAC的数值范围时将会导致非常严重的问题。

（2）随着|r|→1.0，滤波器的Q值（陷波的陡度）增加得非常大，同时极点也更接近于单位圆，单位脉冲响应的长度也随之增加。这表示滤波器需要更长的时间来有效地达到稳定的状态。正如前面提及的，如果我们允许|r|=1.0（或者更准确地说是|r|≥1.0），滤波器将变得不稳定。

为了观察一个陷波滤波器的应用效果，添加一个正弦信号（单音）到一个类似于本书第3章中描述的那样的一段音乐信号中。大多数PC声卡会为你做这个叠加的操作。你需要使用声卡的混频控制来确定具体的系统响应。大多数系统能够通过用PC安装的程序播放一个CD，并通过声卡“线路输入”或者“送话器输入”连接器来输入第二个信号来完成混合的操作。和前面一样，DSK的输出信号连接到一个高功率的扬声器，如果没有函数发生器，可以使用本书CD中test-signals文件夹中的一个音频测试单音信号，它使用外部CD播放器播放。也可以使用Maltab来创建一个自己的音频测试信号，然后通过CD-R或者CD-RW媒体来录音，并使用外部的CD播放器以相同的方式来播放（这个概念会在本书第5章中进一步讨论）。

当陷波滤波器的中心频率等于这个想要滤除的预先注入的单音频率时，在扬声器中你就不能再听到这个单音。

图4.6 4个不同陷波滤波器的频率响应（陷波频率为9kHz，r的数值分别为0，0.5，0.9和0.99）