[发明专利]一种低失真音频信号发生方法

摘要

本发明公开了一种低失真音频信号发生方法。该方法具体为：首先在FPGA内部利用波形生成算法产生一个周期的波形数据，然后在FPGA中设计一个N倍插值滤波器，该插值滤波器根据FPGA产生的波形数据的采样率，并结合DAC的更新率，选择一个最佳的插值点数N，通过插值滤波算法将波形数据的采样率提高到N*fs；FPGA将插值后的数据输出至DAC中；DAC内部采用8倍过采样设计，可以有效将音频信号的镜像搬移到8*Fes之外；DAC输出的信号经过重构滤波器进行滤波之后，可以将音频信号的镜像完全滤除。本发明占用FPGA内部资源较少，仅需少量采样数据即可实现低失真音频信号的产生，谐波含量少，镜像抑制好。重构滤波器的设计也非常简单，不需要高阶分段设计，降低了设计难度和成本。

主权项

1.一种低失真音频信号发生方法，其采用的装置包括依次连接的FPGA、DAC和重构滤波器，其特征在于，所述低失真音频信号发生方法具体为：a首先根据输出音频信号的频率在FPGA内部利用波形生成算法产生一个周期的波形数据，采样点数需要满足奈奎斯特采样定理，并且采样率fs低于DAC的更新率；b在FPGA内部设计一个N倍插值滤波器，该插值滤波器根据FPGA产生的波形数据的采样率fs，并结合DAC的更新率选择一个最佳的插值点数N，通过插值滤波算法将波形数据的采样率提高到N*fs；FPGA将插值后的数据输出至DAC中；其中，N为整数；c在DAC内部对插值后的数据进行8倍过采样设计，然后DAC输出信号到重构滤波器，经过重构滤波器滤波后输出音频信号；所述步骤b中，最佳的插值点数N的确定过程如下：首先根据重构滤波器的带宽以及DAC的更新率确定FPGA内部插值滤波算法输出的波形数据更新频率Fes；其中，Fes小于DAC的更新率，且8*Fes大于重构滤波器的带宽；其次FPGA内部根据设定的输出音频信号频率f，在波形生成算法部分产生一个周期的波形数据，假设一个周期包含M个数据，其中，M为整数，则其采样率fs＝M*f；将整个频率范围划分为多个频率段，FPGA根据输出音频信号频率f，判断出一个周期波形数据需要产生的数据点数；最后计算得到最佳的插值点数N＝Fes/fs。