Systém pro filtraci a zpracování zvukového signálu

Martin Šteffek

Bachelor's thesis

System for Acoustic Signal Filtration and Signal Processing

Abstract:

V dnešní moderní době je nespočetná řada možností záznamu zvuku (např. optický, gramofonový, magnetický a digitální). Nejvíce používaný je digitální záznam. Zpracování zvukového signálu je důležitou částí zasahující do různých vědních oborů a zábavného a hudebního průmyslu. Metody zabývající se filtrací signálu jsou zahrnuty v mnoha přístrojích a aplikacích. Přínos zařízení zpracovávající analogová a digitální data se promítá v širokém spektru uplatnění. Příkladem jsou osobní hudební přehrávače, mobilní telefony, počítače a mnoho dalších. Filtrace zvukového signálu lze provádět jak hardwarem, tak i softwarem, z čehož každá metoda je svým způsobem charakteristická. Metod způsobů filtrace je velké množství, od zapojení pasivních součástek v obvodu až po matematické algoritmy a speciální funkce ve vývojových prostředích zabývajících se touto problematikou. Bakalářské práce se zabývá návrhem jednotlivých základních filtračních metod, zpracováním zvukového signálu a realizací zvukem zabývajícího se systému vhodného pro vývoj zvukem zabývajících se aplikací. Vytvořený systém pro zpracování a filtraci zvukového signálu, obsahuje externí USB zvukovou kartu shodných parametrů se spotřebitelským výrobkem, aplikaci pro vizualizaci a úpravu zaznamenaného signálu s možností rozšíření výukových a výzkumných účelů.

Abstract:

In modern times, there is an innumerable range of possibilities for the recording of sound (e.g. visual, disc recording, magnetic, and digital). The most widely-used of these is digital recording. The manufacturing of an audio signal is an important intermediary part of various fields of science and of the entertainment and music industries. Intermediary methods with the filtration of a signal areincluded in many instruments and applications. The benefit of the processing equipment of analog and digital data is reflected in a wide array of uses. Personal music players, mobile telephones, computers and many more are just some examples. The filtration of a sound signal may be carried out through hardware, as well as software, from which each method is characterized in its own way. There are many possibilities in reference to means of filtration, ranging from the involvement of passive components in a circuit to mathematic algorithms and special functions in the developmental environment of this problem. This bachelor’s thesis deals with the proposal of single, basic filtration methods, the manufacturing of an audio signal and the implementation of a sound system suitable for the development of sound applications. A generated system for the manufacturing and filtration of audio signal includes an external USB sound card of the same parameters as a consumer product, and an application for the visualization and modification of a recorded signal with the possibility of the expansion of education and research purposes.

Keywords

A/D, D/A převodník, filtrace, IIR, FIR filtr, Matlab, USB kodek, zvukový signál, vizualizace

Keywords

A/D, D/A converter, filtration, IIR, FIR filtr, Matlab, USB codec, audio signal, visualization

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 31. 5. 2011
• Supervisor: Zdeněk Macháček
• Reader: Rostislav Naivert

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Bachelor programme / field:
Elektrotechnika / Měřicí a řídicí technika