关键字 |
| 被动方法,有源噪声控制(ANC)技术,数字信号处理器(DSP),现场可编程门阵列(FPGA),最小均方(LMS) |
介绍 |
| 噪音一直是妨害环境造成许多类型的损失在我们的日常生活。因此需要一个更小的更好和有效的噪声控制技术出现。[9]满足这个需要Lueg提出了一个有源噪声控制技术,叠加声波取消。许多研究人员已经开发出的技术来实现这个概念,也验证了它。[11] |
| 被动技术只在低频噪声即可用的工作。,1000 hz。[14] |
| 有源噪声控制工程的原则之间的相消干涉产生的声场原始(初级)源和第二手来源,其声输出是由一个控制器。封闭地层的声波或结构可视为一维扩散波,如果波长长于结构。[4]。 |
| 非国大允许生成zone-of-quiet基于相消干涉。的大小和形状zone-of-quiet取决于声音来源的类型和信号的频率成分被取消[12]。 |
| 因此可能确定方案[10]中描述的性能在任何时候在耳道,基于声音的空间分布源和耳麦克风的位置。格式化程序需要创建这些组件,将适用的标准遵循[9]。 |
系统的实现框图 |
| 活跃的博伊西控制的框图所示图噪声控制需要高度的操作速度和准确度。所以我们缩进在FPGA上实现这个系统来实现这些参数。要删除的噪声信号作为输入到系统通过使用麦克风和使用最快的ADC转换为数字格式。然后使用FPGA数字化信号处理转化并产生一个输入信号的复制品,但在180年?相移。然后在模拟数字化反向信号复制形式用最快的DAC(数字模拟转换器)。所产生的信号与原始信号叠加。的复制信号反相输入信号,它被添加到输入信号,并取消它。因此,它会导致不必要的噪声信号的抑制。 |
非国大的拓扑的实现 |
| 有源噪声控制(ANC)会导致大量的低频降噪时。在低频段,只允许平面波传播时,非洲国民大会提供了一个很大的优势在被动技术.ANC系统是基于以下两个方法。 |
| •前馈控制:在这里,输入噪声参考之前感觉到它传播到取消议长。 |
| •反馈控制:在这里,上游的控制器取消噪音没有参考噪声[7]。 |
| 在本文中,我们集中在ANC的反馈控制。非国大的应用程序中,主影厅噪音d (n)不可用在ANC的操作,因为它被二次噪声取消。因此,一种自适应反馈的基本思想ANC (AFANC)估计的主要噪声,并使用它作为参考信号x (n)为非国大过滤器,W (z)。)与一个自适应前馈ANC系统,一个单独的传感器可以参考信号,AFANC重新生成自己的参考信号。AFANC系统需要应用包括空间非相干噪声产生的湍流;噪声生成,还可以从许多别的来源和传播路径,和诱导共振没有连贯的参考信号在这种情况下的速度处理上述问题参与正在进行的降噪的过程。[13]。 |
非国大的方法实现 |
| 基本上有两种方法在实现国民大会。首先使用模拟方法其次,用数字的方法。让我们熟悉的方法。 |
答:模拟域 |
| 作为一个技术,模拟的过程是一个音频或视频信号并将它转换成电子脉冲。模拟技术已经存在了几十年。没那么复杂的一个概念,很便宜的。麻烦的是,模拟信号有大小限制,他们可以携带多少数据。 |
| 建立一个ANC电路最简单的方法是使用一个运放741 IC。配置很简单,通过一个固定的频率波的输入。在放大器中使用反相模式配置增加1。 |
| 扬声器连接输入和输出端产生噪音信号。现在的噪声叠加消掉。 |
| 使用这个系统的主要缺点是缓慢的处理,导致延迟叠加两个信号。 |
b .数字领域 |
| 数字另一方面是将信号分解成二进制格式的音频或视频数据是由一系列的“1”和“0”年代。数字的美妙之处在于,它知道它应该当它达到的传播。这样,它可以纠正任何错误可能发生在数据传输。ANC的不同方式建立一个电路在数字域: |
责任。使用单片机 |
| 微控制器是特殊类型的处理器芯片非常小,多才多艺,由于其可编程的特性。这种类型的处理器完全集成,芯片上的“电脑”。我们可以建立非洲使用ADC和DAC电路以及对单片机的接口电路。出于同样的目的,我们使用了ADC0808和DAC 0809干扰Atmel的Atmega16,处理速度略大于使用一个运放,但仍然延迟发生在超级定位的原始和反向信号。 |
B.2。使用数字信号处理器(DSP) |
| 数字信号处理可以记录和传播声音的方式不可能通过之前使用模拟技术。DSP编程是类似于任何其他类型的单片机编程,除了它是设计时考虑到信号处理。这种设计具有额外的乘数和管道允许更快的信号处理。为了这个目的,我们使用了TMS320C6713 DSP工具包。 |
| 信号处理是由AIC23编解码器充当ADC和DAC。AIC23使用ADC和DAC多一点法技术与集成过采样数字插值过滤器。数据传输单词长度16、20、24、32位,采样率与8 kHz 96 kHz,都受支持。 |
特性和规格 |
| •性能最高浮点数字 |
| •信号处理器(DSP) |
| •八32位指令/周期 |
| •32/64-Bit数据字 |
| •225 - 200 - mhz (GDP),和200 - 167 - mhz |
| •两个运算器(定点) |
| •四个运算器(浮动,定点) |
| •集成数字音频接口发射机(说) |
| •专用GPIO模块16针(外部中断能力) |
| •ieee - 1149.1 (JTAG) Boundary-Scan-Compatible |
在实现一些实际的限制 |
| [8]ANC的性能是有限的几个因素。理想的ANC系统将完全取消整个音频范围广泛的地区。这是由于有限的近场效应微观——电话和扬声器。随着距离的增加声音的压力迅速降低,导致声音的变化水平。这种变化很难预测,因为它依赖于大量的因素,如环境条件的变化,周围的物理和化学效应,甚至各种气候条件。相当区域的形状和大小影响的敏感性话筒和扬声器[8]。 |
| 赫兹频率增加到几公斤完全可以改变电声学条件。反馈系统的另一个重要限制是非国大是如果使用波德的敏感度积分灵敏度函数在整个地区的日志是零,如果工厂和控制器是稳定的,和180度滞后发生在高频率。在实践这意味着非最小相位的植物,噪声放大在另一个频率。这是形容水床的效果。[6]和反馈ANC系统实现完整的取消,控制器的传递函数应该准确的传递函数的逆声波植物,非常高的收益。不幸的是,工厂通常非最小相位延迟,是严格正确的。所以,理想的控制器是不稳定的,非因果,无法实现的[3] |
解决上面的问题 |
| 上述问题主要是由于延迟系统中,主要是在反馈单元。我们正在努力消除延迟使用FPGA电路的反馈。作为一个完全的系统与嵌入式算法在相同的形式。系统可以组成最接近理想系统的格式。 |
| 近场效应可以消除使用数组的话筒和扬声器阵列。这些可以安排得到一个最佳的区域环境。主要复杂系统可以实现单片机或微处理器以及对FPGA的接口。 |
B.3。使用现场可编程逻辑阵列(FPGA) |
| 主要问题可以解决在系统实现中使用的模式系统。大部分的环境可以通过这种方法模拟。 |
特性和规格 |
| •包支持PLCC84 TQ144 PQ208。 |
| •用户高达140 I / o。 |
| •JTAG /奴隶系列。 |
| •8-MHz时钟振荡器(用户选择)。 |
| •可配置24开关我/ P或O / P。 |
| •上电复位和配置复位键。 |
| •8位ADC和DAC附加卡。 |
| •16 x2字符液晶显示器对比度控制。 |
泄漏和组合降噪(NR)和非洲 |
| 部分的噪声可能会丢失捕获处理与逃脱的噪音可能会导致系统不稳定。助听器的泄漏信号不是处理因此不可能提高其信噪比使用标准的NR算法。然而可以减弱泄漏信号的噪声组件使用ANC。在所有随后的系统,它假定一个麦克风耳中提供一个错误的信号。目前商业助听器没有耳麦克风,但是它在技术上是可行的,包括一个麦克风在耳朵尖。[12]泄露的噪声分量可以补偿与降噪技术。 |
| 它会更好,如果我们可以包括降噪和主动噪声控制在一起。它有可能带来最好的结果futu / re。[12]一个直截了当的把ANC和NR的方法是级联功能块,使用噪声消除器的输出作为输入到ANC系统。 |
| 在ANC系统,控制器的输出是旨在取消噪声信号并生成一个安静区基于相消干涉。助听器,噪音在鼓膜和被取消,如任何ANC系统。二级路径在算法中扮演一个重要组成部分。引入额外的路径可能导致不稳定。因此,有必要使用所谓filtered-x算法估计的基础上辅助路径[9]。 |
结论 |
| 在本文中,我们提出了用于主动噪声控制技术和他们的缺点。我们也提出了更有效的方法解决这些缺点。硬件连接的实现可以带来巨大的改变在国民大会和声学领域。几个优势的FPGA可以带来非常有效的噪声控制的结果。 |
承认 |
| 我们感谢我们的老师的不断支持和鼓励在这工作,培养新的和有抱负的想法在我们的脑海里。我们将特别感谢美国,班达里教授指导的过程和被用于面对任何问题。 |
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数据乍一看 |
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引用 |
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