1.CVC è riduzzione di u rumore DSP:
Quandu i cunsumatori compranu cuffie Bluetooth, sempre sentenu e funzioni di riduzzione di u rumore CVC è DSP chì i cummercianti anu in prumove l'auriculare. Ùn importa micca quanti utilizatori anu intesu a descrizzione, assai cunsumatori ùn capiscenu micca a diffarenza trà i dui. A sfarenza, per un tali prublema tecnicu, avemu ghjuntu à a scienza di i dui sottu u principiu di travagliu è diffarenza.
DSP hè una abbrevia per u processu di signale digitale. U so principiu di funziunamentu: u microfonu raccoglie u rumore ambientale esternu, è dopu à traversu a funzione di u sistema di riduzzione di u rumore in l'auriculare, si replica per generà un'onda sonora inversa uguale à u rumore ambientale, chì annulla u rumore è cusì ottene più. Bon effettu di riduzzione di u rumore.
CVC hè l'abbreviazione di Clear Voice Capture. Hè una tecnulugia di riduzzione di u rumore di software. U principiu hè di suppressione diversi tipi di rumore di riverberazione attraversu u software integratu di annullamentu di u rumore è u microfonu.
A diferenza hè cusì:
a. per l'ughjettu hè diversu, a tecnulugia CVC hè principalmente per l'eco generatu durante a chjama, DSP hè principalmente per u sonu di freccia alta è bassa in l'ambiente esternu.
b. diversi beneficiari, a tecnulugia DSP principarmenti rende l'utilizatori di l'auriculare ingressu persunale, è CVC benefiziu principalmente l'altru partitu.
In riassuntu, l'auriculare chì utilizanu a tecnulugia di riduzione di u rumore DSP è CVC ponu efficacemente riduce u rumore di l'ambiente esternu di a chjama, è migliurà significativamente a qualità di a chjama è u sonu di l'auriculare.
2. Riduzzione di u rumore ANC:
ANC si riferisce à Active Noise Control, chì riduce attivamente u rumore. U principiu di basa hè chì u sistema di riduzzione di u rumore produce onde sonore inverse uguali à u rumore esternu, neutralizzandu u rumore. A Figura 1 hè un schema schematicu di un auriculare di annullamentu di rumore attivu in anticipu. U chip ANC hè situatu in l'auriculare. Ref mic (microfonu di riferimentu) raccoglie u rumore ambientale nantu à l'auriculare. Error mic (Error Microphone) Raccoglie u rumore residuale dopu a riduzione di u rumore in l'auriculare. U parlante riproduce l'anti-rumore dopu a trasfurmazioni ANC.
A figura 2 hè un schema schematicu di u sistema ANC, cù trè strati, separati da linee tratteggiate. U percorsu primariu più altu hè u canali acusticu da ref mic à error mic, a funzione di risposta hè rapprisintata da P (z) P (z); a capa media hè u canali analogicu, induve u percorsu secundariu hè u percorsu da l'output di filtru adattativu à u residu di ritornu. Includendu DAC, filtru di ricustruzzione, amplificatore di putenza, riproduzione di parlanti, riacquistu, pre-amplificatore, filtru anti-aliasing, ADC; a capa di fondu hè u percorsu digitale, induve u filtru adattativu aghjusta constantemente u coefficiente di pesu di filtru per riduce u residuu finu à a convergenza. A suluzione più cumuna hè di implementà un filtru adattativu utilizendu un filtru FIR in combinazione cù l'algoritmu LMS. Simplify Figura 2 è uttene Figura 3.
Lasciami parlà brevemente di i principii di filtru adattativu è di l'algoritmu LMS (Least mean square), è dopu Figura 3. Cum'è mostra in Figura 4, datu l'input xx è l'output desideratu dd, u filtru adattativu aghjurnà i coefficienti ogni iterazione cusì chì a diffarenza trà l'output yy è dd diventa sempre più chjuca finu à chì u residuu hè abbastanza vicinu à u cero è cunverge. LMS hè un algoritmu di aghjurnamentu per i filtri adattativi. A funzione obiettiva di LMS hè u quadru di l'errore istantaneu e2(n)=(d(n)−y(n))2e2(n)=(d(n)−y(n))2, per minimizzà. a funzione ughjettiva, Applicà a discesa gradiente dà a formula aghjurnata di l'algoritmu. (L'idea algoritmica di utilizà a discesa di gradiente per minimizzà un ughjettu è uttene a formula aghjurnata di u paràmetru per esse cercatu hè assai cumuni, cum'è a regressione lineale). ) =w(n)+μe(n)x(n)w(n+1)=w(n)+μe(n)x(n), dove μμ è la dimensione del passo. Se a dimensione μμ hè aghjustata cù l'iterazione, hè un algoritmu LMS step-by-step.
Parlemu di a Figura 3. Quì u filtru adattativu hè uscita dopu à S (z) S (z) per paragunà cù a pruduzzioni di u desideriu. S(z)S(z) pruvucarà inestabilità. In a literatura, "u signale d'errore ùn hè micca currettamente 'allineatu' In tempu cù u signale di riferimentu", a cunvergenza di u LMS hè rottu. (Ùn aghju micca capitu ciò chì significa T__T) Un metudu efficace hè FXLMS (Filtered-X LMS), chì permette à x (n) per esse ingressu à u modulu LMS via Sˆ(z)S^(z), Sˆ( z S^(z) hè una stima di S(z)S(z) Obiettivu di FXLMS:
E2(n)=(d(n)−s(n)∗[wT(n)x(n)])2,
E2(n)=(d(n)−s(n)∗[wT(n)x(n)])2,
Quindi gradiente=−2e(n)s(n)∗x(n)−2e(n)s(n)∗x(n), dove s(n)s(n) è sconosciuta, con l'approssimazione di stima, quindi A formula di l'aghjurnamentu FXLMS hè
w(n+1)=w(n)+μe(n)x'(n),
w(n+1)=w(n)+μe(n)x'(n),
Dove x'(n)=sˆ(n)∗x(n)x'(n)=s^(n)∗x(n).
Quandu u filtru adattativu converge, E(z)=X(z)P(z)−X(z)W(z)S(z)≈0E(z)=X(z)P(z)−X(z) ) W(z)S(z) ≈ 0, dunque W(z) ≈ P(z) / S(z) W(z) ≈ P(z) / S(z). Vale à dì, u coefficientu di pesu di u filtru adattativu hè determinatu da u percorsu primariu è u percorsu secundariu di l'auriculare. U percorsu primariu è u percorsu secundariu di l'auriculare sò relativamente stabili, cusì u coefficientu di pesu di u filtru adattativu hè relativamente stabile. Per quessa, per a simplicità, i coefficienti di pesu di l'auriculare ANC di certi fabricatori sò determinati in a fabbrica. Di sicuru, l'esperienza d'ascolta di stu cuffie ANC hè ovviamente micca bonu cum'è l'auriculare ANC cù un veru significatu adattativu, perchè in situazioni attuali, u rumore esternu relative à a direzzione di l'auriculare, a temperatura diversa è simili pò avè influenza in a risposta di u canale di l'auriculare.
Verificazione di Matlab
Scrivite u codice Matlab, utilizendu u filtru adattativu di variabile step size LMS, i risultati di simulazione sò mostrati in a Figura 5. In a gamma di 0 à 2 kHz, u feedforward ANC hè utilizatu per eliminà u rumore biancu Gaussian, è l'attenuazione di u sonu hè 30 dB + in media. U FXLMS in a libreria Matlab hè un passu fissu, è l'effettu hè peghju.
Q & A
a. Perchè l'ANC hè solu per u sonu di freccia bassa sottu 2 kHz?
Da una banda, l'insulazione fisicu di u sonu di l'auriculare (riduzzione passiva di u rumore) pò bluccà in modu efficace u rumore d'alta freccia, è ùn hè micca necessariu aduprà ANC per riduce u rumore d'alta frequenza. Per d 'altra banda, u sonu di bassa frequenza hà una longa d'onda è pò sustene un certu ritardu di fase, mentre chì u sonu d'alta frequenza hà una lunghezza d'onda curta è hè sensibile à a deviazione di fase, cusì ANC elimina u rumore d'alta frequenza.
b. Quandu u ritardu elettronicu hè più grande di u ritardu primariu, cumu pò esse ridutta assai u rendiment di l'algoritmu?
U ritardu P (z) hè chjucu, u ritardu S (z) hè grande, cum'è P (z) = z-1, S (z) = z-2, solu quandu W (z) = z pò risponde à i requisiti, micca - causale, inaccessibile.
c. Chì ghjè a diffarenza trà Feedforward ANC, ANC feedforward a banda stretta è feedback ANC?
A struttura Feedforwad hà un mic mic è un mic d'errore chì recullanu u rumore esternu è i signali residuali interni, rispettivamente. A struttura di feedback hà solu un micru d'errore, è u signale di riferimentu hè generatu da u mic d'errore è u filtru adattativu.
U feedforward di banda larga hè a struttura descritta sopra. In a struttura di banda stretta, a fonte di rumore genera un generatore di signale di trigger di signale, è u generatore di signale genera un signale di riferimentu per u filtru adattativu. Applicabile solu per eliminà u rumore periodicu.
Feedback ANC usa un mic d'errore per ricuperà u segnu cullucatu da u ref mic in a struttura di feedforward perchè hà solu un mic d'errore. U percorsu ùn soddisfà micca a limitazione causale, cusì solu i cumpunenti di u rumore prevedibile, vale à dì u rumore periodicu di banda stretta, sò eliminati. Si deve esse nutatu chì, se u feedforward ùn satisface micca a limitazione causale, vale à dì u ritardu elettronicu hè più longu di u ritardu acusticu di u canale principale, pò solu eliminà u rumore periodicu narrowband.
Ci hè ancu una struttura ANC Hybrid chì include e strutture feedforward è feedback. U vantaghju principali hè chì pudete salvà l'ordine di u filtru adattativu.
