1. CVC ja DSP müra vähendamine:
Kui tarbijad ostavad Bluetooth-peakomplekte, kuulevad nad alati CVC- ja DSP-müra vähendamise funktsioone, mis kaupmeestel kõrvaklappide reklaamimisel on. Ükskõik kui palju kasutajaid on kirjeldusi kuulnud, ei mõista paljud tarbijad ikkagi nende kahe erinevust. Erinevus, sellise tehnilise probleemi puhul jõuame nende kahe teaduseni tööpõhimõtte ja erinevuse alusel.
DSP on digitaalse signaalitöötluse lühend. Selle tööpõhimõte: mikrofon kogub välist keskkonnamüra ja seejärel läbi kõrvaklappide sees oleva müravähendussüsteemi funktsiooni replitseerib see, et tekitada ümbritseva müraga võrdne vastupidine helilaine, mis summutab müra ja saavutab seega rohkem. Hea müra vähendamise efekt.
CVC on lühend sõnast Clear Voice Capture. See on tarkvara müra vähendamise tehnoloogia. Põhimõte seisneb erinevat tüüpi järelkõla müra summutamises sisseehitatud mürasummutustarkvara ja mikrofoni kaudu.
Erinevus on järgmine:
a. kuna objekt on erinev, CVC-tehnoloogia on mõeldud peamiselt kõne ajal tekkiva kaja jaoks, DSP on peamiselt väliskeskkonna kõrg- ja madalsagedusmüra jaoks.
b. erinevatele kasusaajatele teeb DSP-tehnoloogia peamiselt peakomplekti kasutajate isikliku sissetuleku ja CVC toob peamiselt kasu teisele poolele.
Kokkuvõttes võivad DSP- ja CVC-müravähendustehnoloogiat kasutavad kõrvaklapid tõhusalt vähendada kõne väliskeskkonna müra ning oluliselt parandada kõne kvaliteeti ja kõrvaklappide heli.
2. ANC-müra vähendamine:
ANC viitab aktiivsele mürakontrollile, mis vähendab aktiivselt müra. Põhiprintsiip on see, et mürasummutussüsteem tekitab välismüraga võrdseid vastupidiseid helilaineid, neutraliseerides müra. Joonis fig 1 on edasisuunalise aktiivse mürasummutusega kõrvaklappide skemaatiline diagramm. ANC-kiip on asetatud kõrvaklappide sisse. Ref mic (referentsmikrofon) kogub kõrvaklappidesse ümbritsevat müra. Error mic (Error Microphone) Kogub pärast müra vähendamist kõrvaklappidesse jääkmüra. Kõlar esitab pärast ANC-töötlust müravastast heli.
Joonis 2 on ANC-süsteemi skemaatiline diagramm, millel on kolm kihti, mis on eraldatud katkendlike joontega. Kõige ülemine esmane tee on akustiline kanal ref micilt veamikrofonile, reageerimisfunktsiooni tähistab P(z)P(z); keskmine kiht on analoogkanal, kus sekundaarne tee on tee adaptiivse filtri väljundist tagastusjäägini. Sealhulgas DAC, rekonstrueerimisfilter, võimsusvõimendi, kõlarite taasesitus, uuesti omandamine, eelvõimendi, antialiasing filter, ADC; alumine kiht on digitaalne tee, kus adaptiivne filter reguleerib pidevalt filtri kaalukoefitsienti, et vähendada jääki kuni lähenemiseni. Levinuim lahendus on adaptiivse filtri rakendamine, kasutades FIR-filtrit koos LMS-algoritmiga. Lihtsustage joonist 2 ja saage joonis 3.
Lubage mul lühidalt rääkida adaptiivse filtri ja LMS-i (Least mean square) algoritmi põhimõtetest ning seejärel Joonis 3. Nagu on näidatud joonisel 4, värskendab adaptiivne filter sisendit xx ja soovitud väljundit dd arvestades koefitsiente iga iteratsiooni järel nii, et väljundi yy ja dd vahe muutub järjest väiksemaks, kuni jääk on nullile piisavalt lähedal ja läheneb. LMS on adaptiivsete filtrite uuendusalgoritm. LMS-i eesmärkfunktsioon on hetkevea e2(n)=(d(n)−y(n))2e2(n)=(d(n)−y(n))2 ruut, et minimeerida. sihtfunktsioon, gradiendi laskumise rakendamine annab algoritmi uuendatud valemi. (Algoritmiline idee kasutada gradiendi laskumist eesmärgi minimeerimiseks ja otsitava parameetri värskendatud valemi saamiseks on väga levinud, näiteks lineaarne regressioon.) FIR-filtrit kasutava LMS-i algoritmi värskendamise valem on: w(n+1 ) =w(n)+μe(n)x(n)w(n+1)=w(n)+μe(n)x(n), kus μμ on sammu suurus. Kui μμ suurust kohandatakse iteratsiooniga, on see samm-sammuline LMS-algoritm.
Räägime joonisest 3. Siin väljastatakse adaptiivne filter pärast S(z)S(z), et võrrelda seda soovitud väljundiga. S(z)S(z) põhjustab ebastabiilsust. Kirjanduses on öeldud, et "veasignaal ei ole õigel ajal võrdlussignaaliga joondatud", on LMS-i lähenemine katkenud. (Ma ei ole aru saanud, mida see tähendab T__T) Tõhus meetod on FXLMS (Filtered-X LMS), mis võimaldab x(n) sisestada LMS moodulisse läbi Sˆ(z)S^(z), Sˆ( z S^(z) on S(z)S(z) hinnang. FXLMS-i eesmärk:
E2(n)=(d(n)−s(n)∗[wT(n)x(n)])2,
E2(n)=(d(n)−s(n)∗[wT(n)x(n)])2,
Seega gradient = −2e(n)s(n)∗x(n)−2e(n)s(n)∗x(n), kus s(n)s(n) on teadmata, koos selle hinnangulise lähendusega, nii et FXLMS-i värskenduse valem on
w(n+1)=w(n)+μe(n)x'(n),
w(n+1)=w(n)+μe(n)x'(n),
Kus x'(n)=sˆ(n)∗x(n)x'(n)=s^(n)∗x(n).
Kui adaptiivne filter koondub, siis 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, seega W(z) ≈ P(z) / S(z) W(z) ≈ P(z) / S(z). See tähendab, et adaptiivse filtri kaalukoefitsiendi määrab kõrvaklappide esmane ja sekundaarne tee. Peakomplekti esmane ja sekundaarne tee on suhteliselt stabiilsed, seega on adaptiivse filtri kaalukoefitsient suhteliselt stabiilne. Seetõttu määratakse mõne tootja ANC-kõrvaklappide kaalukoefitsiendid lihtsuse huvides tehases kindlaks. Muidugi ei ole selle ANC-kõrvaklapi kuulamiskogemus ilmselgelt nii hea kui tõelise adaptiivse tähendusega ANC-kõrvaklappidel, sest tegelikes olukordades võib kõrvaklappide suuna suhtes väline müra, erinev temperatuur jms mõjutada. kõrvaklappide kanalivastus.
Matlabi kinnitus
Kirjutage Matlabi kood, kasutades muutuva sammusuurusega LMS-i adaptiivset filtrit, simulatsiooni tulemused on näidatud joonisel 5. Vahemikus 0 kuni 2 kHz kasutatakse Gaussi valge müra kõrvaldamiseks edasisuunalist ANC-d ja mürasummutus on 30 dB+ keskmiselt. Matlabi teegis olev FXLMS on fikseeritud astmega ja mõju on hullem.
Küsimused ja vastused
a. Miks on ANC ainult madala sagedusega müra jaoks alla 2 kHz?
Ühest küljest suudab kõrvaklappide füüsiline heliisolatsioon (passiivne müravähendus) tõhusalt blokeerida kõrgsagedusmüra ning kõrgsagedusmüra vähendamiseks pole vaja ANC-d kasutada. Teisest küljest on madalsageduslik müra pika lainepikkusega ja talub teatud faasi viivitust, samas kui kõrgsageduslik müra on lühikese lainepikkusega ja tundlik faasihälbe suhtes, nii et ANC kõrvaldab kõrgsagedusliku müra.
b. Kui elektrooniline viivitus on suurem kui esmane viivitus, kuidas saab algoritmi jõudlust oluliselt vähendada?
P(z) viivitus on väike, S(z) viivitus on suur, näiteks P(z)=z-1, S(z)=z-2, ainult siis, kui W(z)=z vastab nõuetele, mitte - põhjuslik, kättesaamatu.
c. Mis vahe on edasisuunalisel ANC-l, kitsaribalisel edasisuunalisel ANC-l ja tagasiside-ANC-l?
Feedforwadi struktuuril on ref-mikrofon ja veamikrofon, mis koguvad vastavalt välist müra ja sisemisi jääksignaale. Tagasisidestruktuuril on ainult üks veamikrofon ja võrdlussignaali genereerivad veamikrofon ja adaptiivne filter.
Lairiba edasisuunamine on ülalkirjeldatud struktuur. Kitsaribalises struktuuris genereerib müraallikas signaali trigersignaali generaatori ja signaaligeneraator genereerib adaptiivse filtri jaoks tugisignaali. Kehtib ainult perioodilise müra kõrvaldamiseks.
Tagasiside ANC kasutab tõrkemikrofoni, et taastada ref mic kogutud signaal edastusstruktuuris, kuna sellel on ainult veamikrofon. Teekond ei rahulda põhjuslikku piirangut, seega elimineeritakse ainult prognoositavad mürakomponendid ehk kitsariba perioodiline müra. Tuleb märkida, et kui edasisuunamine ei rahulda põhjuslikku piirangut, st elektrooniline viivitus on pikem kui põhikanali akustiline viivitus, saab see kõrvaldada ainult kitsariba perioodilise müra.
Samuti on olemas hübriid-ANC-struktuur, mis sisaldab nii edasi- kui ka tagasisidestruktuure. Peamine eelis on see, et saate salvestada adaptiivse filtri järjestuse.
