基于DSP的室內擴聲系統的研究
3.2 器件選擇
本方案中,傳聲器選用一般的全向傳聲器即可,低通濾波器選用普通低通濾波器即可,在此增加濾波器的目的是將聲信號的頻率限定在 3400Hz以?xún)?。?jīng)過(guò)濾波后的模擬音頻信號,要進(jìn)行數字化處理過(guò)程即 A/D變換,即通過(guò)抽樣、量化、編碼,將模擬信號轉化為數字信號。在此過(guò)程中,由于量化存在量化誤差(噪聲),因此不可避免地產(chǎn)生信號損失,特別是對于小信號來(lái)講,有可能完全丟失,因此,如果 A/D變換器件動(dòng)態(tài)范圍不足,就會(huì )造成很多有用的小信號被量化為零。因此,在滿(mǎn)足采樣頻率條件下,應該選擇采樣精度較高的 A/D變換器,使得量化失真盡可能?。ㄟ@也是器件選擇的一個(gè)原則)。當然,在本方案中,由于直接處理的模擬信號頻率較低,市場(chǎng)上的 AD7870、AD7870A是不錯的 A/D變換器,其精度均為 12bit。
經(jīng)過(guò)模數轉換后,將各路數字信號送入數字信號處理模塊進(jìn)行處理,對于擴聲系統來(lái)講,在有效抑制各種無(wú)用信號(取決于算法的有效性)的前提下,對實(shí)時(shí)性要求很高,這對數字信號處理器的選擇就有一定的要求,對于數字信號處理器件來(lái)講,選擇時(shí)要考慮其運算的速度、精度,以及存儲器的大小等。
本設計方案中, DSP芯片選用 Ti公司的 TMS320VC5509,內部集成了一個(gè) C54x內核, 128KBΧ16位片上 RAM存儲器,具有最大 8MB Χ16位的外部存儲空間。其主要特點(diǎn)有 [4]:
CPU:兩個(gè)乘法累加單元( MAC);40位的算術(shù)邏輯單元和一個(gè) 16位的算術(shù)邏輯單元;多總線(xiàn)結構等。
存儲器:128KBΧ16位片上 RAM存儲器;8MB Χ16位的外部存儲空間等。
片上外設:2個(gè) 20位定時(shí)器;6通道直接存儲器存取控制器(DMA)等。
3.3仿真結果
本仿真假設傳聲器陣列由 4個(gè)傳聲器組成線(xiàn)陣,采用 MUSIC算法[5][6],相鄰傳聲器之間的距離為 8cm,頻率為 2kHz,仿真分為兩種情況,圖 4假定有兩個(gè)我們需要的信號,其輸入信噪比為 34dB(實(shí)際擴聲系統中可以達到),兩個(gè)期望望信號入射角分別為 30度和 70度時(shí)的仿真結果,可見(jiàn),在兩個(gè)有用信號方向上,傳聲器陣列有較大的功率譜輸出,而在其余方向上(對應無(wú)用信號),功率譜很小 [4]。(圖中橫軸表示入射角度,縱軸表示陣列輸出功率譜密度。)
圖 5是在輸入信噪比為 25dB,期望信號入射角分別為 15度時(shí)的仿真結果。
從仿真結果來(lái)看,對于有用信號來(lái)講,有較大的輸出結果(也可理解為有較大的信噪比),而對無(wú)用信號來(lái)講,均被衰減到很小的結果,可見(jiàn)算法的有效性。
4結束語(yǔ)

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