手習ひデジタル信号処理(31) Weaver変調器、周波数シフタその4、COS掛けてLPF

WeaverDrawCOSPATH
Joseph Halfmoon

前回は入り口のBPFの特性を観察したので今回は真ん中辺です。BPFの出力に「中間周波数の」COS波かSIN波かけてLPFかけて低い方の信号を取り出す部分。その1で計算上はそういう操作をすればこうなる、と理解したつもりでいても実際に目の当たりにすると不思議。

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手習ひデジタル信号処理(30) Weaver変調器による周波数シフタその3、入力BPF特性

DUT_EC
Joseph Halfmoon

前回は、Weaver変調器による周波数シフタの全体コード(三上先生のコードそのまま)をビルドして実際に周波数シフトが起こっていることを実機上で確認いたしました。今回は、要素部品のうち初段の帯域通過フィルタの特性を実機で確認してみます。処理対象の100Hzから4.5kHzまでの周波数のみを通すもの。

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手習ひデジタル信号処理(29) Weaver変調器による周波数シフタその2 実機動作確認

FFT300Hz
Joseph Halfmoon

前回はWeaver変調器の原理を学ぶ、ということで三角関数の計算に突入してしまいました。しかし実際に計算したのはMaxima様で私は見ていただけですが。原理は分かった(ホントか)ということで、今回は実機にプログラムを書き込んでその特性を観察してみたいと思います。

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手習ひデジタル信号処理(28) Weaver変調器による周波数シフタその1

WeaverDrawEC
Joseph Halfmoon

前の3回はヒルベルト変換フィルタを使った周波数シフタだったですが、今回から、Weaver変調器による周波数シフタです。Weaverって何(誰?)と問えば、高名な(当然知らないとモグリ的な)発明者の御名前であったです。原理をなぞるのに三角関数の計算が必要。霧のかかった頭をMaxima様がお救いくださります。

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手習ひデジタル信号処理(27) ヒルベルト変換器による周波数シフタその3 本丸ヒルベルト変換

PhasePlotEC
Joseph Halfmoon

今回は「本丸」ヒルベルト変換フィルタ(位相シフタ)を調べて行きたいと思います。前回同様、動作確認済の全体プログラムの中のヒルベルト変換フィルタの出力を外部に出力し、位相特性を観察してみようという試み。ただし、期待されるフィルタの特性はIに対してQがπ/2だけ遅れるというもの。入力に対してでないので測りづらいです。

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手習ひデジタル信号処理(26) ヒルベルト変換器による周波数シフタその2 DCカットフィルタ

BlockDiag
Joseph Halfmoon

前回は周波数シフタの全貌を実機で観察。今回はその構成要素初段のDCカット・フィルタについて調べてみたいです。フィルタのコードはIIRフィルタを「手習ひ」したときに既に使っていたのですが、忘却の彼方。今回はScilab使ってその特性を調べた後、実機でDCカットフィルタを「外したら」どうなるのか観察してみたいと思います。

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手習ひデジタル信号処理(25)ヒルベルト変換器による位相シフタ利用の周波数シフタ その1

Result2FFT
Joseph Halfmoon

今回から周波数シフタです。周波数をシフトするのに加法定理を使う。それにはcosとsinの両方が要る。cosをπ/2だけ位相シフトすればsinになる、ということで、位相をシフトするために使うのがヒルベルト変換器であります。分かったような分からぬような。今回は先に実機上で動作確認してから個々の部品を調べていきたいと思います。

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手習ひデジタル信号処理(24)残響生成器その3、マイクとスピーカつけて残響音を聞いてみる

Reverb_DUT
Joseph Halfmoon

前回アナログ・マイクロフォンを追加、ようやく残響生成器を実際に動かしてみることができるようになりました。スピーカは100円ショップのものを第20回でもつかったスピーカアンプで駆動してみました。確かに残響しています。マイクを叩くと長い地下道でコツコツ歩いているような効果音?つくれました(末尾に音声添付。)

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手習ひデジタル信号処理(23) 番外編、アナログ・マイクロフォン追加

DFROBOT_Analog_Sound_Sensor
Joseph Halfmoon

前回まで残響生成器の要素部品をScilab使った計算で眺めてきて、ようやく実機で信号処理するかというところになって気づきました。残響させる入力ソース、ぶっちゃけアナログ・マイクロフォンが欲しいです。そこで眠っていた小ボードを発掘しましたが、今度は以前の回の母音合成のフォルマントと比べてみたくなりました。というわけで番外編。

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手習ひデジタル信号処理(22) 残響生成器その2、全域通過フィルタ、Scilabで見る

AllPassBlockDiagram
Joseph Halfmoon

残響生成器の2回目は、2個目の要素部品、全域通過フィルタ(all pass filter)であります。前回同様、要素部品は、Scilab使って「味わってみる」と(実機で個別に動かすのがメンドイだけだろ~。)前回から比べるとXCOSでのブロックダイアグラムが少しこなれてきた?分からんけど。

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手習ひデジタル信号処理(21) 残響生成器その1、櫛型フィルタ、Scilabで見る

CombFilterImpluseRes
Joseph Halfmoon

今回から残響生成器に入ります。その1回目は要素部品、櫛型フィルタ(comb filter)です。勝手ながら要素部品は Scilab 使って個別に「動かして」みるというスタイルであります。今回は、まずブロック図を描いてインパルス応答の波形を観察。次に例の如くにボード線図も描いてと。大分慣れてきた?

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手習ひデジタル信号処理(20) 母音音声合成器その5、合成された音を聞く

Joseph Halfmoon

前回、STM32F446REに書き込んだ母音音声合成器の出力波形を、スペクトログラムなどを使って「見て」みました。しかしね、なんです、音なのでこの耳で聞かねば。ということで今回は出力信号の先に大分前に組み立ててあった秋月製のスピーカアンプを接続、「聞いて」みましたぞ。実際の音声ファイルもありです。

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手習ひデジタル信号処理(19) 母音音声合成器その4、STM32F446上実装を「見る」

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Joseph Halfmoon

前回まで3回にわたって母音音声合成器の「部品」3つの特性をScilabに計算してもらって眺めてきました。ようやく今回はSTM32F446上で動作確認であります。といっても三上先生のサンプルプログラムそのままなので動かない分けがないです。今回は「発声」された信号をよく「見て」みようの回。

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手習ひデジタル信号処理(18) 母音音声合成器その3、高域強調器(Radiator)

Radiator
Joseph Halfmoon

一度道筋がついてしまえば、以下同文方式。Scilab使って特性を調べるのは簡単に思えてきました(本当か?)ターゲットは『母音音声合成器』第3の要素「高域強調器」であります。こいつは「口からの放射」に対応とのこと。手習ひさせていただいております教科書どおりの特性が計算できればOKっと。

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