1. Μείωση θορύβου CVC και DSP:
Όταν οι καταναλωτές αγοράζουν ακουστικά Bluetooth, θα ακούνε πάντα τις λειτουργίες μείωσης θορύβου CVC και DSP που έχουν οι έμποροι για την προώθηση των ακουστικών. Ανεξάρτητα από το πόσοι χρήστες έχουν ακούσει τις περιγραφές, πολλοί καταναλωτές εξακολουθούν να μην καταλαβαίνουν τη διαφορά μεταξύ των δύο. Η διαφορά, για ένα τέτοιο τεχνικό πρόβλημα, φτάνουμε στην επιστήμη των δύο υπό την αρχή λειτουργίας και τη διαφορά.
Το DSP είναι μια συντομογραφία για την ψηφιακή επεξεργασία σήματος. Η αρχή λειτουργίας του: το μικρόφωνο συλλέγει εξωτερικό περιβαλλοντικό θόρυβο και, στη συνέχεια, μέσω της λειτουργίας του συστήματος μείωσης θορύβου μέσα στο ακουστικό, αναπαράγει για να δημιουργήσει ένα αντίστροφο ηχητικό κύμα ίσο με τον θόρυβο περιβάλλοντος, το οποίο ακυρώνει τον θόρυβο και έτσι επιτυγχάνει περισσότερα. Καλό αποτέλεσμα μείωσης θορύβου.
Το CVC είναι συντομογραφία του Clear Voice Capture. Είναι μια τεχνολογία μείωσης θορύβου λογισμικού. Η αρχή είναι η καταστολή διαφόρων τύπων θορύβου αντήχησης μέσω του ενσωματωμένου λογισμικού ακύρωσης θορύβου και μικροφώνου.
Η διαφορά ως εξής:
ένα. για το αντικείμενο είναι διαφορετικό, η τεχνολογία CVC είναι κυρίως για την ηχώ που παράγεται κατά τη διάρκεια της κλήσης, το DSP είναι κυρίως για τον θόρυβο υψηλής και χαμηλής συχνότητας στο εξωτερικό περιβάλλον.
σι. διαφορετικών δικαιούχων, η τεχνολογία DSP κάνει κυρίως προσωπικό εισόδημα στους χρήστες ακουστικών και το CVC ωφελεί κυρίως το άλλο μέρος.
Συνοπτικά, τα ακουστικά που χρησιμοποιούν τεχνολογία μείωσης θορύβου DSP και CVC μπορούν να μειώσουν αποτελεσματικά τον θόρυβο του εξωτερικού περιβάλλοντος της κλήσης και να βελτιώσουν σημαντικά την ποιότητα της κλήσης και τον ήχο των ακουστικών.
2.Μείωση θορύβου ANC:
Το ANC αναφέρεται στο Active Noise Control, ο οποίος μειώνει ενεργά τον θόρυβο. Η βασική αρχή είναι ότι το σύστημα μείωσης θορύβου παράγει αντίστροφα ηχητικά κύματα ίσα με τον εξωτερικό θόρυβο, εξουδετερώνοντας τον θόρυβο. Το σχήμα 1 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα ενός ενεργού ακουστικού ακύρωσης θορύβου προώθησης. Το τσιπ ANC τοποθετείται μέσα στο ακουστικό. Το Ref mic (μικρόφωνο αναφοράς) συλλέγει τον θόρυβο του περιβάλλοντος στα ακουστικά. Error mic (Error Microphone) Συλλέγει τον υπολειπόμενο θόρυβο μετά τη μείωση του θορύβου στο ακουστικό. Το ηχείο παίζει το anti-noise μετά την επεξεργασία ANC.
Το σχήμα 2 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα του συστήματος ANC, με τρία στρώματα, που χωρίζονται με διακεκομμένες γραμμές. Η ανώτατη κύρια διαδρομή είναι το ακουστικό κανάλι από το μικρόφωνο αναφοράς στο μικρόφωνο σφάλματος, η συνάρτηση απόκρισης αντιπροσωπεύεται από το P(z)P(z). το μεσαίο στρώμα είναι το αναλογικό κανάλι, όπου η δευτερεύουσα διαδρομή είναι η διαδρομή από την έξοδο προσαρμοστικού φίλτρου προς το υπόλοιπο επιστροφής. Περιλαμβάνει DAC, φίλτρο ανακατασκευής, ενισχυτή ισχύος, αναπαραγωγή ηχείων, εκ νέου απόκτηση, προενισχυτή, φίλτρο κατά της αλλοίωσης, ADC. το κάτω στρώμα είναι η ψηφιακή διαδρομή, όπου το προσαρμοστικό φίλτρο προσαρμόζει συνεχώς τον συντελεστή βάρους του φίλτρου για να μειώσει το υπόλοιπο μέχρι τη σύγκλιση. Η πιο συνηθισμένη λύση είναι η εφαρμογή ενός προσαρμοστικού φίλτρου χρησιμοποιώντας ένα φίλτρο FIR σε συνδυασμό με τον αλγόριθμο LMS. Απλοποιήστε το σχήμα 2 και λάβετε το σχήμα 3.
Επιτρέψτε μου να μιλήσω εν συντομία για τις αρχές του προσαρμοστικού φίλτρου και του αλγόριθμου LMS (Ελάχιστο μέσο τετράγωνο) και μετά το Σχήμα 3. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, δεδομένης της εισόδου xx και της επιθυμητής εξόδου dd, το προσαρμοστικό φίλτρο ενημερώνει τους συντελεστές κάθε επανάληψη έτσι ώστε η διαφορά μεταξύ της εξόδου yy και dd γίνεται όλο και μικρότερη έως ότου το υπόλοιπο πλησιάσει αρκετά στο μηδέν και συγκλίνει. Το LMS είναι ένας αλγόριθμος ενημέρωσης για προσαρμοστικά φίλτρα. Η αντικειμενική συνάρτηση του LMS είναι το τετράγωνο του στιγμιαίου σφάλματος e2(n)=(d(n)−y(n))2e2(n)=(d(n)−y(n))2, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί η αντικειμενική συνάρτηση, Εφαρμόζοντας την ντεγκραντέ κάθοδο δίνει τον ενημερωμένο τύπο του αλγορίθμου. (Η αλγοριθμική ιδέα της χρήσης gradient descent για την ελαχιστοποίηση ενός στόχου και τη λήψη του ενημερωμένου τύπου της παραμέτρου που αναζητείται είναι πολύ συνηθισμένη, όπως η γραμμική παλινδρόμηση.) Ο τύπος ενημέρωσης του αλγορίθμου LMS που χρησιμοποιεί το φίλτρο FIR είναι: w(n+1 ) =w(n)+μe(n)x(n)w(n+1)=w(n)+μe(n)x(n), όπου μμ είναι το μέγεθος βήματος. Εάν το μέγεθος μμ προσαρμόζεται με επανάληψη, είναι ένας αλγόριθμος LMS βήμα προς βήμα.
Ας μιλήσουμε για το Σχήμα 3. Εδώ το προσαρμοστικό φίλτρο εξέρχεται μετά το S(z)S(z) για σύγκριση με την επιθυμητή έξοδο. Το S(z)S(z) θα προκαλέσει αστάθεια. Στη βιβλιογραφία, "το σήμα σφάλματος δεν είναι σωστά "ευθυγραμμισμένο" Με τον καιρό με το σήμα αναφοράς, η σύγκλιση του LMS διακόπτεται. (Δεν έχω καταλάβει τι σημαίνει T__T) Μια αποτελεσματική μέθοδος είναι η FXLMS (Filtered-X LMS), η οποία επιτρέπει την εισαγωγή x(n) στη μονάδα LMS μέσω Sˆ(z)S^(z), Sˆ( z S^(z) είναι μια εκτίμηση του S(z)S(z). Στόχος του FXLMS:
E2(n)=(d(n)−s(n)∗[wT(n)x(n)])2,
E2(n)=(d(n)−s(n)∗[wT(n)x(n)])2,
Άρα κλίση=−2e(n)s(n)∗x(n)−2e(n)s(n)∗x(n), όπου το s(n)s(n) είναι άγνωστο, με την εκτίμηση του, άρα Ο τύπος ενημέρωσης FXLMS είναι
w(n+1)=w(n)+μe(n)x'(n),
w(n+1)=w(n)+μe(n)x'(n),
Όπου x'(n)=sˆ(n)∗x(n)x'(n)=s^(n)∗x(n).
Όταν το προσαρμοστικό φίλτρο συγκλίνει, 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, άρα W(z) ≈ P(z) / S(z) W(z) ≈ P(z) / S(z). Δηλαδή, ο συντελεστής βάρους του προσαρμοστικού φίλτρου καθορίζεται από την κύρια διαδρομή και τη δευτερεύουσα διαδρομή των ακουστικών. Η κύρια διαδρομή και η δευτερεύουσα διαδρομή του σετ μικροφώνου-ακουστικού είναι σχετικά σταθερές, επομένως ο συντελεστής βάρους του προσαρμοστικού φίλτρου είναι σχετικά σταθερός. Επομένως, για λόγους απλότητας, οι συντελεστές βάρους των ακουστικών ANC ορισμένων κατασκευαστών καθορίζονται στο εργοστάσιο. Φυσικά, η εμπειρία ακρόασης αυτού του ακουστικού ANC δεν είναι προφανώς τόσο καλή όσο τα ακουστικά ANC με αληθινή προσαρμοστική σημασία, επειδή σε πραγματικές καταστάσεις, ο εξωτερικός θόρυβος σε σχέση με την κατεύθυνση του ακουστικού, η διαφορετική θερμοκρασία και τα παρόμοια μπορεί να επηρεάζουν την απόκριση του καναλιού του ακουστικού.
Επαλήθευση Matlab
Γράψτε τον κώδικα Matlab, χρησιμοποιώντας το προσαρμοστικό φίλτρο μεταβλητού μεγέθους βήματος LMS, τα αποτελέσματα της προσομοίωσης φαίνονται στο Σχήμα 5. Στην περιοχή από 0 έως 2 kHz, το ANC τροφοδοσίας χρησιμοποιείται για την εξάλειψη του λευκού θορύβου Gauss και η εξασθένηση του θορύβου είναι 30 dB+ κατά μέσο όρο. Το FXLMS στη βιβλιοθήκη του Matlab είναι σταθερού βήματος και το αποτέλεσμα είναι χειρότερο.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
ένα. Γιατί το ANC είναι μόνο για θόρυβο χαμηλής συχνότητας κάτω από 2 kHz;
Από τη μία πλευρά, η φυσική ηχομόνωση των ακουστικών (παθητική μείωση θορύβου) μπορεί να μπλοκάρει αποτελεσματικά το θόρυβο υψηλής συχνότητας και δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε το ANC για τη μείωση του θορύβου υψηλής συχνότητας. Από την άλλη πλευρά, ο θόρυβος χαμηλής συχνότητας έχει μεγάλο μήκος κύματος και μπορεί να αντέξει μια ορισμένη καθυστέρηση φάσης, ενώ ο θόρυβος υψηλής συχνότητας έχει μικρό μήκος κύματος και είναι ευαίσθητος στην απόκλιση φάσης, επομένως το ANC εξαλείφει τον θόρυβο υψηλής συχνότητας.
σι. Όταν η ηλεκτρονική καθυστέρηση είναι μεγαλύτερη από την κύρια καθυστέρηση, πώς μπορεί να μειωθεί πολύ η απόδοση του αλγορίθμου;
Η καθυστέρηση P(z) είναι μικρή, η καθυστέρηση S(z) είναι μεγάλη, όπως P(z)=z-1, S(z)=z-2, μόνο όταν το W(z)=z μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις, μη -αιτιατική, Απρόσιτη.
ντο. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του ANC Feedforward, του ANC ανάδρασης στενής ζώνης και του ANC ανάδρασης;
Η δομή Feedforwad έχει ένα μικρόφωνο αναφοράς και ένα μικρόφωνο σφάλματος που συλλέγουν εξωτερικό θόρυβο και εσωτερικά υπολειπόμενα σήματα, αντίστοιχα. Η δομή ανάδρασης έχει μόνο ένα μικρόφωνο σφάλματος και το σήμα αναφοράς δημιουργείται από το μικρόφωνο σφάλματος και την έξοδο προσαρμοστικού φίλτρου.
Το Broad-band feedforward είναι η δομή που περιγράφεται παραπάνω. Στη δομή στενής ζώνης, η πηγή θορύβου δημιουργεί μια γεννήτρια σήματος ενεργοποίησης σήματος και η γεννήτρια σήματος δημιουργεί ένα σήμα αναφοράς για το προσαρμοστικό φίλτρο. Ισχύει μόνο για την εξάλειψη του περιοδικού θορύβου.
Feedback ANC χρησιμοποιεί μικρόφωνο σφάλματος για να ανακτήσει το σήμα που συλλέγεται από το ref mic στη δομή προώθησης, επειδή έχει μόνο μικρόφωνο σφάλματος. Η διαδρομή δεν ικανοποιεί τον αιτιολογικό περιορισμό, επομένως εξαλείφονται μόνο οι προβλέψιμες συνιστώσες του θορύβου, δηλαδή ο περιοδικός θόρυβος στενής ζώνης. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι εάν η τροφοδοσία δεν ικανοποιεί τον αιτιολογικό περιορισμό, δηλαδή η ηλεκτρονική καθυστέρηση είναι μεγαλύτερη από την ακουστική καθυστέρηση του κύριου καναλιού, μπορεί να εξαλείψει μόνο τον περιοδικό θόρυβο στενής ζώνης.
Υπάρχει επίσης μια δομή Hybrid ANC που περιλαμβάνει τόσο τις δομές ανάδρασης όσο και τις δομές ανάδρασης. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι μπορείτε να αποθηκεύσετε τη σειρά του προσαρμοστικού φίλτρου.
