Equalizador paramétrico de áudio digital com cinco bandas, interface gráfica touch screen e operação em tempo real

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo a implementação em hardware de um equalizador paramétrico de áudio digital com cinco bandas de frequência atuando em tempo real, com interface gráfica e de controle em tela touch screen. Foi implementado no kit de desenvolvimento STM32F746G Discovery, o qual tem integrado em sua plataforma um display touch screen, interface necessária para que o usuário possa ajustar: volume, frequência de corte, frequência central, ganho e largura de banda. O display também mostra o nível de cada parâmetro. Este trabalho apresenta uma fundamentação teórica sobre equalizadores, especialmente sobre filtros shelving e de pico. Mostra também o processo de cálculo dos coeficientes dos filtros e simulações no software Matlab. Por fim, apresenta a implementação em hardware, testes de bancada e comparação de resultados. O software foi implementado no kit de desenvolvimento através da IDE (integrated development environment) STM32- CubeMX e, para avaliar o sinal elétrico na saída do sistema, foram utilizados os softwares de áudio Logic Pro para reproduzir e o Ocenaudio para gravar. Com a aplicação de vários tons de áudio na entrada, foi analisada a resposta em tempo real do sinal na saída e o display gráfico, observando-se uma sincronia entre o sinal visualizado e o sinal auditivo. Todos os parâmetros responderam aos comandos dos botões virtuais e sliders de controle sem causar interrupções ou ruídos audíveis na saída do sistema. Como resultado do presente trabalho, pode-se afirmar que é possível implementar um equalizador paramétrico de áudio digital de mais de uma banda com interface gráfica que opere em tempo real, utilizando o STM32F746G Discovery.This work aims to implement in hardware a real time parametric digital audio equalizer with five frequency bands, graphical interface and touch screen control. It was implemented in the STM32F746G Discovery development kit, which has integrated in its platform a touch screen display. Through this interface, a user can adjust: volume, cutoff frequency, central frequency, gain and bandwidth. The display also shows the level of each parameter. This work presents a review of audio equalizers, focusing on shelving and peak filters. We also present how to obtain filter coefficients and simulation results using Matlab. We detail the hardware implementation, testing procedures, and obtained results. The software was implemented in the development kit through the IDE (integrated development environment) STM32-CubeMX and to evaluate the electrical signal at the output of the system, audio software Logic Pro was used to reproduce and Ocenaudio to record. With the application of several audio tones at the input, the real-time response of the signal at the output and the graphic display was analyzed, observing synchrony between the visualized signal and the auditory signal. All parameters responded to the commands of the virtual buttons and control sliders without causing interruptions or audible noise at the output of the system. As a result of this work, it can be said that it is possible to implement a parametric digital audio equalizer for more than one band with a graphical interface that operates in real time, using the STM32F746G Discovery.