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基于DSP的有源噪声控制系统研究

田野  
【摘要】:被世界公认为第三大公害的是噪声污染,噪声污染是现在十分关注的环境问题,若长期在低频噪声环境下工作、学习或生活,将对人的身体健康造成严重危害。在军事领域,某些技术兵器的作战性能也和噪声问题息息相关。有源噪声控制技术又被称为主动噪声控制(Active Noise Control,ANC)技术,它是以声波的干涉现象为原理以实现降噪为目的的一种方法,近几年来由于人们生活质量的提高所以降噪问题又成为了研究热点。 在有源噪声控制中,我们想要的输出已经有了明确的要求,即是要和噪声频率相同,幅值相同,相位相差180°,而噪声源是未知的,所以我们这里就要让滤波器的参数根据前一时刻的值,自动调节参数来适应噪声源的变化产生我们想要的输出,也就是我们的自适应算法。由于最小均方(LMS)自适应算法比较简单、易于实现,本文搭建实现了一个基于LMS算法的单通道有源噪声控制系统及一个和上位机联合控制的单通道有源噪声控制系统。一般情况下,某一局部空间的噪声可以认为是若干复频声源信号从不同的传播方向经过不同的传递通道在此空间范围内的合成结果。这些噪声源信号通常是具有一定带宽的强相关信号,即它们具有相同的频率成分。在这样复杂的噪声信号条件下,目前采用LMS算法的双通道控制系统降噪效果甚微,本文又设计搭建了一个基于信号盲分离算法的双通道控制系统。 本文选用的是TMS320VC5509ADSP数字信号处理器,该款芯片在语音识别及语音合成等方面所用到的数字信号处理算法是十分有效的。实验结果表明,基于LMS算法的单通道降噪系统效果最好时可以取得1dB(A)左右的降噪效果,和上位机联合控制的单通道有源噪声控制系统可以取得13~16dB(A)的降噪效果,基于信号盲分离算法的双通道降噪系统可以取得8~10dB(A)左右的降噪效果,本文最后对这几种系统做了总结和分析提出了改进的办法。


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