Equalização de sistemas sonoros baseada em filtros inversos: metodologia de projeto e implementação em tempo real em plataforma DSP (2020)
- Authors:
- Autor USP: CONCEIÇÃO, FELIPE CIRNE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PSI
- Subjects: EQUALIZAÇÃO; PROCESSAMENTO DIGITAL DE SINAIS; SISTEMAS EMBUTIDOS
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Sistemas sonoros reais tais como caixas e equipamentos de som requerem correções. Para atenuar os efeitos causados pelo sistema sonoro, equalizadores de áudio são aplicados com a finalidade de compensar distorções harmônicas, não linearidades dos sistemas, bem como compensar o efeito da acústica do ambiente. Com o aumento da capacidade dos sistemas dedicados para realizar processamento digital de sinais em tempo real, torna-se possível embarcar as soluções de filtragem e equalização nos próprios sistemas sonoros, descentralizando o processamento e aumentando a complexidade dos sistemas acústicos. Diversas empresas e trabalhos acadêmicos apresentam soluções para mitigar as imperfeições de sistemas sonoros. Contudo poucos trabalhos apresentam uma plataforma flexível e de baixo custo capaz de implementar as correções em tempo real utilizando processadores digitais de sinais (DSPs). Este trabalho apresenta o projeto e o desenvolvimento de uma caixa acústica e de um sistema que combina filtros divisores de frequências (crossover) e equalizadores de áudio utilizando microprocessadores de baixo custo e alta capacidade de processamento de sinais. O trabalho apresenta uma descrição dos principais algoritmos e técnicas de equalização, dos tipos de caixa acústica e algumas recomendações encontradas na literatura para o seu projeto e caracterização. Além disso, são descritas as plataformas de desenvolvimento, em especial, o kit STM32F7 Discovery que possui núcleo ARM® Cortex®-M7. A metodologia de caracterização da resposta em frequência da caixa acústica com e sem equalização é descrita e os métodos para extração das principais características acústicas são detalhados. A caracterização acústica foi feita em uma sala pequena e com mobiliário, típico cenário encontrado em salas de apresentação e pequenos auditórios. Os resultadosdemonstram a viabilidade de desenvolvimento de equalizadores baseados em filtros inversos utilizando estruturas de filtros digitais FIR (Finite Impulse Response) e IIR (Infinite Impulse Response). Os equalizadores projetados garantiram variação máxima de magnitude de, aproximadamente, ±5 dB na banda de frequências entre 100 Hz e 20 kHz. Para as estruturas de filtros discretos propostos foram também avaliados os desempenhos em termos de tempo de execução do algoritmo crossover e equalizador. O melhor resultado foi obtido utilizado a estrutura IIR que possui tempo de execução de 1,6114 ms para a implementação proposta. Desta forma, o trabalho apresenta uma metodologia para o projeto de sistemas de equalização em tempo real além de demonstrar a viabilidade do uso do DSP proposto para aplicações em equalizadores embarcados.
- Imprenta:
- Data da defesa: 28.01.2020
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ABNT
CONCEIÇÃO, Felipe Cirne. Equalização de sistemas sonoros baseada em filtros inversos: metodologia de projeto e implementação em tempo real em plataforma DSP. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-20032020-101305/. Acesso em: 19 abr. 2024. -
APA
Conceição, F. C. (2020). Equalização de sistemas sonoros baseada em filtros inversos: metodologia de projeto e implementação em tempo real em plataforma DSP (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-20032020-101305/ -
NLM
Conceição FC. Equalização de sistemas sonoros baseada em filtros inversos: metodologia de projeto e implementação em tempo real em plataforma DSP [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-20032020-101305/ -
Vancouver
Conceição FC. Equalização de sistemas sonoros baseada em filtros inversos: metodologia de projeto e implementação em tempo real em plataforma DSP [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-20032020-101305/
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