数字多通道有源噪声控制系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及噪声控制领域，尤其涉及一种数字多通道有源噪声控制系统，本发明特别适用于，但不限于，多种有源噪声控制方案设计与应用。
【背景技术】
[0002]近年来，随着人们对周围声学环境要求的不断提高，有源噪声控制越来越受到重视。与传统的被动噪声控制相比较，有源噪声控制对较难控制的低频噪声更为有效，再加上其体积小配置灵活等特点，具有较为广泛的应用前景。有源噪声控制器是有源噪声控制核心设备，主要负责声信号的采集、声场路径匹配和驱动控制源等功能，其性能在较大程度上决定了噪声控制的效果。在各种有源噪声控制应用中，实际噪声场景较为多样和复杂，需要根据实际需求对有源噪声控制系统的参数和功能进行专门的配置和优化，因此，系统可定制成为有源噪声控制器的主要需求。近年来，随着有源噪声控制技术的发展和需求的提高，该领域对有源噪声控制器的要求不断提高，以前的有源噪声控制器的缺点成为有源噪声控制发展的瓶颈:
[0003]1.有源噪声控制器的输入输出通道数较少，不能满足实际需求；
[0004]2.有源噪声控制器的运算资源有限，不能满足有源噪声控制大数据量处理需求；
[0005]3.有源噪声控制器的从输入到输出时延较长，不能满足有源噪声控制的因果性要求；
[0006]4.有源噪声控制器的控制操作单一且不灵活，扩展性差。
[0007]本发明是一种新型的有源噪声控制器，该有源噪声控制器能满足有源噪声控制的实际需求，具有较为广泛的应用前景。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是为满足与有源噪声控制相关的应用需求而提供一种高性能数字多通道有源噪声控制器，该有源噪声控制器基于数字化处理平台，具有配置灵活、资源丰富、操作人性化等特点，具体描述如下:
[0009]1、控制器配置
[0010]在不同的有源噪声控制应用场景中，人们对有源噪声控制器的需求是不一样的，比如:根据误差信号源和控制源的关系可分为独立有源噪声控制、耦合有源噪声控制和混合控制，根据噪声源的频谱类型可以分为宽带噪声控制、窄带噪声控制和纯音控制，根据控制源的通道数可分为单通道控制和多通道控制等。该有源噪声控制器可根据噪声控制的实际应用的需求，通过人机交互界面，将输入通道、输出通道、运算资源、存储资源进行配置。
[0011]2、超短电路时延的实现
[0012]在宽带有源噪声控制中，馈给控制源的信号来自于对参考源采集信号的处理结果，参考源与控制源之间的物理距离决定了误差源位置的控制效果，通常该距离越短，则对有源降噪性能的限制就越小。参考源与控制源之间的物理距离越短则要求从参考源输入到控制源输出的时延就越低，即系统满足从参考源到控制源所对应目标控制区域的因果性条件。本发明所采用的短时延结构能优化该时延并使其达到较小的范围。
[0013]为了满足有源噪声控制的需求，从信号的模拟输入到信号的输出模拟，即从模拟输入信号调理、到模拟输入转数字输入、到采样、到等待、到处理、到数字输出转模拟输出、到模拟输出信号调理的时间总和需要充分的短，本发明提出了超短电路时延的实现方法:
[0014]I)基于Sigma-Delta结构的模数转换器和数模转换器虽然有较高的信噪比和采样精度，但内部的累加时延结构会带来较长的转换时延，因此，系统输入采用非Sigma-Delta结构的模数转换器，系统输出采用非Sigma-Delta结构的数模转换器，例如，采用基于SAR结构的模数转换器，采用基于电阻String结构的数模转换器等；
[0015]2)基于数据逐点触发的实时处理方式，减少传输等待时延，即模数转换器完成一个有效的采样后立即通知处理模块，处理模块通过中断方式实时响应，处理模块接收并处理该采样点，处理完成后即将数据发送给数模转换模块输出；
[0016]3)在数字处理模块A中对参考源信号的处理尽量采用并行处理方式；
[0017]4)输入信号抗混叠和输出信号平滑用模拟低通滤波器完成，但模拟低通滤波电路本身包含时延，因此，提高系统采样率，利用传感器和(作为控制源的)激励源本身的低通特性，尽量使其满足奈奎斯特采样定理，模拟低通滤波器则被设置成旁路直通，避免低通滤波器的电路时延对有源降噪的影响。
[0018]3、操作人性化
[0019]在有源噪声控制应用中，随着应用场景和控制算法的不同，对有源噪声控制器本身的操作就不同，本发明提出通过触摸屏对有源噪声控制器进行控制。相对于传统有源噪声控制器通过机械按键或机械开关的方式进行操控，基于触摸屏的有源噪声控制操作界面可以灵活配置，在硬件系统不变的前提下，研发设计人员可以方便的针对多样的有源噪声应用场景和控制算法的需求来实现系统的定制和优化，用户也可以灵活的切换应用场景。
[0020]通过本发明所涉及的控制器所附触摸屏，用户可以
[0021]I)配置输入通道和输出通道功能；
[0022]2)选择有源降噪的工作方式，选择声场路径匹配算法，设置系统工作参数；
[0023]3)设置系统启动方式、保存和读取数据；
[0024]4)观察系统运行状态、滤波器系数分析，声信号监控和分析。
[0025]为了满足远程控制的需求，本发明提出通过网络对控制器进行远程控制，在控制器上实现网络协议，用户把控制器连接到有线网络或者无线网络中，通过网络适配器与接口实现个人计算机与该控制器的连接，通过局域网或者互联网实时完成有源噪声控制器到PC或者服务器的数据传输、系统控制和状态监测。
[0026]为了满足长距离控制需求，本发明提出应用无线遥控设备对控制器进行操作，基于各类无线传输协议和平台，如红外线遥控、蓝牙遥控等，用户可通过无线传输模块实现有源噪声控制器的参数设置、数据传输和状态监测。
[0027]4、丰富的运算资源
[0028]有源噪声控制实时算法的复杂度较高，需要消耗大量的运算资源。本发明提出一种适用于有源噪声控制的数字计算结构。该结构包含两组数字处理模块和一组通用处理模块:数字处理模块A分别与输入、输出信号连接，对信号进行实时的转换和处理，数字处理模块A具有高并行性的实时处理能力，数字处理模块A可采用FPGA(Field Programmable GateArray)等器件，用于完成功能单一但时间运算复杂度较高的运算，如FIR滤波等;数字处理模块B在结构上与数字处理模块A直接相连，负责运行逻辑较为复杂但实时性较高的算法，如自适应声场路径匹配算法，需采用灵活度较高、运算资源较为丰富的可编程运算器件，数字处理模块A可米用高速通用数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor);通用处理模块在结构上与数字处理模块A和数字处理模块B组成的子系统整体互连，需要兼顾系统监视和人际交互，所以通用处理模块可采用软件系统较为成熟且配置灵活的通用处理器，如基于ARM系列体系结构的处理器等。数字处理模块A、数字处理模块B和通用处理模块三者结合，协同完成系统所需要的运算，为有源噪声控制提供丰富的运算资源，开发者可以将有源噪声控制系统的运算进行合理的分配，并加载到这三个模块中，实现资源、效率和性能的优化。
【附图说明】
[0029]为方便理解和实施本发明，可参照附图描述示例性的优选实施例子，其中:
[0030]图1是数字多通道有源噪声控制器框图；
[0031]图2是数字多通道有源噪声控制器实施实例系统正面图，包含电源开关、用于交互的触摸屏和各种通信接口(USB 口，网口，无线通信天线)；
[0032]图3是数字多通道有源噪声控制器实施实例系统背面图，包括输入输出音频接口；
[0033]图4是实施实例中，一种多通道有源噪声控制器触摸屏界面图，有源噪声控制系统的声场路径建模界面；
[0034]图5是实施实例中，一种多通道有源噪声控制器触摸屏界面图，有源噪声控制系统的噪声控制界面。
【具体实施方式】
[0035]下面给出本发明所涉及的数字多通道有源噪声控制系统的一个实施实例。
[0036]本实施例的系统具体实施如下:
[0037]1、采用美国模拟器件公司(Analog Devices，Inc.)生产的AD7658芯片作为模拟到数字转换模块(5)核心器件，使用3片，每个芯片提供6通道的转换功能，总共提供18个输入通道。
[0038]2、采用美国德州仪器公司(Texas Instruments，Inc.)生产的DAC8568芯片作为数字到模拟的转换模块(6)核心器件，使用2片，每个芯片提供8通道的转换功能，总共提供16个输出通道。
[0039]3、每个输入通道和输出通道采用可旁路的2阶截止频率为5kHz的巴特沃斯