Filtros de separação espectral aplicados ao processamento de áudio utilizando técnicas de capacitores chaveados.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2000 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10899 |
Resumo: | As técnicas de compressão/expansão de faixa dinâmica de áudio, que são utilizadas há anos nas estações de radiodifusão AM e FM, em sistemas de redução de ruído e recentemente em alguns aparelhos para deficientes auditivos, tem melhor desempenho se forem feitas em bandas separadas do espectro de audio. Este trabalho aborda o projeto de uma rede de filtros analógicos aplicada ao processamento de compressão/expansão multibanda, a qual separa o espectro de audio em quatro bandas com taxa de atenuação de 24 dB/oitava na faixa de rejeição. Outra característica importante desta rede e sua resposta global de magnitude plana. As funções de transferência podem ser realizadas em circuitos discretos a partir de filtros ativos RC, contudo neste trabalho sugere-se a implementação em circuito integrado, utilizando-se filtros a capacitores chaveados, pois estes tem melhor desempenho com relação a precisão desejada, não necessitam de ajustes nos parâmetros dos filtros e a outras vantagens advindas da integração MOS. O desenvolvimento de um sistema a capacitores chaveados requer algumas etapas importantes: o projeto teórico, simulação computacional, leiaute e fabricação, testes e soluções de possíveis defeitos. O escopo desta dissertação abrange as duas etapas iniciais: a análise e síntese das funções de transferência de filtros a capacitores chaveados que implementem a rede de separação espectral analógica proposta e a simulação computacional da rede de filtragem discreta a capacitores chaveados. |
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Filtros de separação espectral aplicados ao processamento de áudio utilizando técnicas de capacitores chaveados.Spectral separation filters applied to audio processing using switched capacitor techniques.As técnicas de compressão/expansão de faixa dinâmica de áudio, que são utilizadas há anos nas estações de radiodifusão AM e FM, em sistemas de redução de ruído e recentemente em alguns aparelhos para deficientes auditivos, tem melhor desempenho se forem feitas em bandas separadas do espectro de audio. Este trabalho aborda o projeto de uma rede de filtros analógicos aplicada ao processamento de compressão/expansão multibanda, a qual separa o espectro de audio em quatro bandas com taxa de atenuação de 24 dB/oitava na faixa de rejeição. Outra característica importante desta rede e sua resposta global de magnitude plana. As funções de transferência podem ser realizadas em circuitos discretos a partir de filtros ativos RC, contudo neste trabalho sugere-se a implementação em circuito integrado, utilizando-se filtros a capacitores chaveados, pois estes tem melhor desempenho com relação a precisão desejada, não necessitam de ajustes nos parâmetros dos filtros e a outras vantagens advindas da integração MOS. O desenvolvimento de um sistema a capacitores chaveados requer algumas etapas importantes: o projeto teórico, simulação computacional, leiaute e fabricação, testes e soluções de possíveis defeitos. O escopo desta dissertação abrange as duas etapas iniciais: a análise e síntese das funções de transferência de filtros a capacitores chaveados que implementem a rede de separação espectral analógica proposta e a simulação computacional da rede de filtragem discreta a capacitores chaveados.The compression and expansion of dynamic range of audio signal amplitude has been widely employed in the A M and FM broadcast systems to improve its noise characteristics. Recently similar techniques have also been employed in the design of modern hearing aids. The performance of the systems involving compressors and expanders is greatly enhanced i f the audio signal is separated in different frequency bands with an independent compressor, expander in each band. In this dissertation, design considerations of a set of analog filters as applied to compression and expansion of dynamic range of the audio signals are presented. These filters enable the separation of the audio signals in 4 distinct frequency bands with 24 dB/oetave roll-off in the stop band and yield a theoretically flat overall amplitude response. Instead of implementing the filters with established discrete circuit configuration, topologies of Switched Capacitor filters are proposed and these in turn yield more precise control of the filter transfer characteristics without the need for fine tuning the filter components. The development of a switched capacitor circuit involves the following steps: theoretical design, simulation, circuit layout, fabrication of the chip and eventual modifications after the test of the prototypes. The emphasis in this dissertation is primarily in the first two steps: the analysis and synthesis of switched capacitor filters for separating the audio signal in to 4 bands and the evaluation of the filter performance by simulation studies of the proposed configuration.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGDEEP, Gurdip Singh.FREIRE, Raimundo Carlos Silvério.DEEP, G. S.FREIRE, R. C. S.http://lattes.cnpq.br/6322106621770962http://lattes.cnpq.br/4016576596215504MELCHER, Elmar Uwe Kurt.ROCHA NETO, José Sérgio da.SOUZA, Lúcio Magno de.2000-05-302020-01-13T15:07:27Z2020-01-132020-01-13T15:07:27Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10899SOUZA, Lúcio Magno de. Filtros de separação espectral aplicados ao processamento de áudio utilizando técnicas de capacitores chaveados. 138f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Elétrica), Curso de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal da Paraíba – Campus II - Campina Grande - PB - Brasil, 2000.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-06-10T17:42:51Zoai:localhost:riufcg/10899Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-06-10T17:42:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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