1.CVC og DSP hávaðaminnkun:
Þegar neytendur kaupa Bluetooth heyrnartól munu þeir alltaf heyra CVC og DSP hávaðaminnkun aðgerðir sem söluaðilar hafa við að kynna heyrnartólin. Sama hversu margir notendur hafa heyrt lýsingarnar, margir neytendur skilja samt ekki muninn á þessu tvennu. Munurinn, fyrir slíkt tæknilegt vandamál, komum við að vísindum þeirra tveggja undir vinnureglunni og mismuninum.
DSP er stytting fyrir stafræna merkjavinnslu. Virka meginreglan: hljóðneminn safnar utanaðkomandi umhverfishljóði, og síðan í gegnum hávaðaminnkunarkerfisaðgerðina inni í heyrnartólinu, endurtekur hann til að mynda öfuga hljóðbylgju sem jafngildir umhverfishljóði, sem dregur úr hávaðanum og nær þannig meira. Góð hávaðaminnkandi áhrif.
CVC er stutt fyrir Clear Voice Capture. Það er hugbúnaðarhávaðaminnkun tækni. Meginreglan er að bæla niður ýmsar gerðir af endurómhljóði með innbyggðum hávaðadeyfingarhugbúnaði og hljóðnema.
Munurinn sem hér segir:
a. fyrir hlutinn er öðruvísi, CVC tækni er aðallega fyrir bergmálið sem myndast meðan á símtalinu stendur, DSP er aðallega fyrir há- og lágtíðni hávaða í ytra umhverfi.
b. mismunandi bótaþega, DSP tækni gerir heyrnartólnotendum aðallega persónulegar tekjur og CVC gagnast aðallega hinum aðilanum.
Í stuttu máli geta heyrnartól sem nota DSP og CVC hávaðaminnkun tækni í raun dregið úr hávaða ytra umhverfis símtalsins og bætt gæði símtalsins og hljóð heyrnartólanna verulega.
2.ANC hávaðaminnkun:
ANC vísar til Active Noise Control, sem dregur virkan úr hávaða. Grundvallarreglan er sú að hávaðaminnkunarkerfið framleiðir öfugar hljóðbylgjur sem jafnast á við utanaðkomandi hávaða og gerir hávaðann óvirkan. Mynd 1 er skýringarmynd af virkum hávaðadeyfandi heyrnartólum sem snýr áfram. ANC flísinn er settur inni í heyrnartólinu. Ref mic (viðmiðunarhljóðnemi) safnar umhverfishljóði á heyrnartólunum. Error mic (Error Microphone) Safnar eftir hávaða eftir hávaðaminnkun í heyrnartólunum. Hátalari spilar hávaðavarnarefni eftir ANC vinnslu.
Mynd 2 er skýringarmynd af ANC kerfinu, með þremur lögum, aðskilin með strikuðum línum. Efsta frumleiðin er hljóðrásin frá ref mic til villu mic, svarfallið er táknað með P(z)P(z); miðlagið er hliðræna rásin, þar sem aukaleiðin er leiðin frá aðlögunarsíuúttakinu að endurkomuleifinni. Þar á meðal DAC, endurbyggingarsía, aflmagnari, hátalaraspilun, enduröflun, formagnari, anti-aliasing sía, ADC; neðsta lagið er stafræna leiðin, þar sem aðlögunarsía stillir síunarþyngdarstuðlinum stöðugt til að draga úr leifum þar til samleitni. Algengasta lausnin er að innleiða aðlögunarsíu með FIR síu ásamt LMS reikniritinu. Einfaldaðu mynd 2 og fáðu mynd 3.
Leyfðu mér að tala stuttlega um meginreglur aðlögunarsíu og LMS (Least mean square) reiknirit, og síðan mynd 3. Eins og sýnt er á mynd 4, miðað við inntak xx og æskilegt úttak dd, uppfærir aðlögunarsían stuðlana í hverri endurtekningu þannig að munurinn á úttakinu yy og dd verður minni og minni þar til leifin er nógu nálægt núlli og rennur saman. LMS er uppfærslualgrím fyrir aðlögunarsíur. Hlutfallsfall LMS er veldi skyndivillunnar e2(n)=(d(n)−y(n))2e2(n)=(d(n)−y(n))2, til að lágmarka hlutfallsfallið, Notkun hallafalls gefur uppfærða formúlu reikniritsins. (Reiknirithugmyndin um að nota hallafall til að lágmarka markmið og fá uppfærða formúlu færibreytunnar sem á að leita að er mjög algeng, svo sem línuleg aðhvarf.) Uppfærsluformúla LMS reikniritsins sem notar FIR síu er: w(n+1 ) =w(n)+μe(n)x(n)w(n+1)=w(n)+μe(n)x(n), þar sem μμ er skrefstærð. Ef μμ stærðin er stillt með endurtekningu er það skref fyrir skref LMS reiknirit.
Við skulum tala um mynd 3. Hér er aðlögunarsían sett út á eftir S(z)S(z) til að bera saman við óskaúttakið. S(z)S(z) mun valda óstöðugleika. Í bókmenntum, "villumerkið er ekki rétt 'samræmt' í tíma við viðmiðunarmerkið", er samleitni LMS rofin. (Ég hef ekki fundið út hvað það þýðir T__T) Áhrifarík aðferð er FXLMS (Filtered-X LMS), sem gerir x(n) kleift að setja inn í LMS eininguna í gegnum Sˆ(z)S^(z), Sˆ( z S^(z) er mat á S(z)S(z). Markmið FXLMS:
E2(n)=(d(n)−s(n)∗[wT(n)x(n)])2,
E2(n)=(d(n)−s(n)∗[wT(n)x(n)])2,
Svo halli=−2e(n)s(n)∗x(n)−2e(n)s(n)∗x(n), þar sem s(n)s(n) er óþekktur, með matsnálgun sinni, svo FXLMS Update formúla er
w(n+1)=w(n)+μe(n)x'(n),
w(n+1)=w(n)+μe(n)x'(n),
Þar sem x'(n)=sˆ(n)∗x(n)x'(n)=s^(n)∗x(n).
Þegar aðlögunarsían rennur saman, 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, svo W(z) ≈ P(z) / S(z) W(z) ≈ P(z) / S(z). Það er að segja að þyngdarstuðull aðlögunarsíunnar ræðst af aðalleið og aukaleið heyrnartólanna. Aðalleið og aukaleið höfuðtólsins eru tiltölulega stöðug, þannig að þyngdarstuðull aðlögunarsíunnar er tiltölulega stöðugur. Þess vegna, til einföldunar, eru þyngdarstuðlar ANC heyrnartóla sumra framleiðenda ákvörðuð í verksmiðjunni. Auðvitað er hlustunarupplifun þessa ANC heyrnartól augljóslega ekki eins góð og ANC heyrnartól með sanna aðlögunarmerkingu, því í raunverulegum aðstæðum getur ytri hávaði miðað við stefnu heyrnartólsins, mismunandi hitastig og þess háttar haft áhrif á rásarsvörun heyrnartólanna.
Matlab staðfesting
Skrifaðu Matlab kóða, notaðu aðlögunarsíu LMS með breytilegri þrepa stærð, niðurstöðurnar eru sýndar á mynd 5. Á bilinu 0 til 2 kHz er feedforward ANC notað til að útrýma Gaussian hvítum hávaða og hávaðadempunin er 30 dB+ að meðaltali. FXLMS í Matlab bókasafninu er í föstum skrefum og áhrifin eru verri.
Spurt og svarað
a. Af hverju er ANC aðeins fyrir lágtíðni hávaða undir 2 kHz?
Annars vegar getur líkamleg hljóðeinangrun heyrnartólanna (óvirk hávaðaminnkun) í raun hindrað hátíðni hávaða og það er ekki nauðsynlegt að nota ANC til að draga úr hátíðni hávaða. Á hinn bóginn hefur lágtíðni hávaði langa bylgjulengd og þolir ákveðna fasa seinkun, en hátíðni hávaði hefur stutta bylgjulengd og er næmur fyrir fasa frávik, þannig að ANC útrýma hátíðni hávaða.
b. Þegar raftöfin er meiri en aðaltöfin, hvernig er hægt að draga verulega úr afköstum reikniritsins?
P(z) seinkun er lítil, S(z) seinkun er mikil, svo sem P(z)=z-1, S(z)=z-2, aðeins þegar W(z)=z getur uppfyllt kröfurnar, ekki -orsakandi, Óaðgengilegt.
c. Hver er munurinn á Feedforward ANC, narrow-band feedforward ANC og feedback ANC?
Feedforwad uppbyggingin er með ref mic og villu mic sem safna utanaðkomandi hávaða og innri leifarmerkjum, í sömu röð. Endurgjöfin hefur aðeins einn villuhljóðnema og viðmiðunarmerkið er myndað af villuhljóðnema og aðlögunarsíuútgangi.
Broad-band feedforward er uppbyggingin sem lýst er hér að ofan. Í þröngbandsbyggingunni myndar hávaðagjafinn merkjakveikjumerkjarafall og merkjagjafinn býr til viðmiðunarmerki fyrir aðlögunarsíuna. Gildir aðeins til að útrýma reglubundnum hávaða.
Feedback ANC notar villuhljóðnema til að endurheimta merkið sem safnað er af ref mic í feedforward uppbyggingunni vegna þess að það hefur aðeins villu mic. Slóðin uppfyllir ekki orsakaþvingunina, þannig að aðeins fyrirsjáanlegum hávaðaþáttum, þ.e. mjóbanda reglubundnu hávaða, er eytt. Það skal tekið fram að ef framsendingin uppfyllir ekki orsakaþvingunina, þ.e. raftöfin er lengri en hljóðtöf aðalrásarinnar, getur það aðeins útrýmt reglubundnum mjóbandshávaða.
Það er líka Hybrid ANC uppbygging sem inniheldur bæði straumforrit og endurgjöf. Helsti kosturinn er að þú getur vistað röð aðlögunarsíunnar.
