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電子技術

アクティブバンドパスフィルタ4

 オペアンプ二段増幅型バンドパスフィルタが思いのほか上手く出来たので4個並べてみました。

4チャンネルバンドパスフィルタ
3,148Hz付近
7,680Hz付近
11,294Hz付近
17,455Hz付近
上部 -6, +6両電源(LM386)
下部 4チャンネル化するためのフィルター
#include <iostream>
#include <windows.h>
#include <math.h>
#include <MMSystem.h>

#pragma comment (lib, "winmm.lib")

void createWave(LPWORD lpData, size_t frequency, size_t sampling, WORD amplitude) {
    size_t wavelength = sampling / frequency;
    double d = 360.0 / wavelength;
    double pi = 3.14159265359;
    for (int i = 0; i < wavelength; i++) {
        lpData[i] = (WORD)(amplitude * sin(d * (i % wavelength) / 180.0 * pi));
    }
}

int main() {

    WAVEFORMATEX wfe;
    static HWAVEOUT hWaveOut;
    static WAVEHDR whdr;
    static LPWORD lpWave;
    static LPWORD lpData;

    // 最初と最後の1sは出力しないので3以上とする
    size_t terms = 7;

    size_t i, j, start, end;
    size_t frequency = 400;
    size_t sampling = 192000;
    size_t wavelength = sampling / frequency;

    wavelength = sampling / frequency;
    wfe.wFormatTag = WAVE_FORMAT_PCM;
    wfe.nChannels = 2;
    wfe.wBitsPerSample = 16;
    wfe.nBlockAlign = wfe.nChannels * wfe.wBitsPerSample / 8;
    wfe.nSamplesPerSec = (DWORD)sampling;
    wfe.nAvgBytesPerSec = wfe.nSamplesPerSec * wfe.nBlockAlign;
    waveOutOpen(&hWaveOut, 0, &wfe, 0, 0, CALLBACK_NULL);
    lpWave = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), wfe.nChannels * sampling * terms);

    end = sampling * wfe.nChannels * 1;
    WORD amplitude = 32767;
    for (i = 0; i < end; i++) {
        lpWave[i] = 0;
    }

    // 最初の1sは出力しない
    start = sampling * wfe.nChannels * 1;
    end = wfe.nChannels * sampling * terms;
    // 最後の1sは出力しない
    end -= sampling * wfe.nChannels * 1;

    size_t valWavelength;
    size_t valFrequency;

    lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), wavelength);
    createWave(lpData, frequency, sampling, amplitude);
    for (i = start, j = 0; i < end; i += 2) {
        lpWave[i] = lpData[j];
        ++j;
        if (j >= wavelength) { j = 0; }
    }
    free(lpData);

    for (i = start + 1, j = 0; i < end; i += 2) {
        if (j == 1) {
            valFrequency = frequency + ((i - start) * (20000.0 - frequency)) / (sampling * wfe.nChannels * (terms - 2));
            valWavelength = sampling / valFrequency;
            lpData = (LPWORD)calloc(sizeof(WORD), valWavelength);
            createWave(lpData, valFrequency, sampling, amplitude);
        }
        lpWave[i] = lpData[j];
        ++j;
        if (j >= valWavelength) {
            j = 0;
            free(lpData);
        }
    }

    whdr.lpData = (LPSTR)lpWave;
    whdr.dwBufferLength = wfe.nAvgBytesPerSec * terms;
    whdr.dwFlags = WHDR_BEGINLOOP | WHDR_ENDLOOP;
    whdr.dwLoops = 1;
    waveOutPrepareHeader(hWaveOut, &whdr, sizeof(WAVEHDR));
    waveOutWrite(hWaveOut, &whdr, sizeof(WAVEHDR));

    char str[128];
    std::cout << "hello, world\n";
    std::cin >> str;

}

 可聴範囲を4分割し多チャンネル化できました。普通のPCであればステレオサウンド出力は付いているので左右に適用すれば8チャンネル、フィルタをもっと丁寧に作ればそれ以上も可能と思います。