基于DSP的室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)的研究

3.2 器件選擇

　　本方案中，傳聲器選用一般的全向傳聲器即可，低通濾波器選用普通低通濾波器即可，在此增加濾波器的目的是將聲信號(hào)的頻率限定在 3400Hz以內(nèi)。經(jīng)過(guò)濾波后的模擬音頻信號(hào)，要進(jìn)行數(shù)字化處理過(guò)程即 A/D變換，即通過(guò)抽樣、量化、編碼，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。在此過(guò)程中，由于量化存在量化誤差（噪聲），因此不可避免地產(chǎn)生信號(hào)損失，特別是對(duì)于小信號(hào)來(lái)講，有可能完全丟失，因此，如果 A/D變換器件動(dòng)態(tài)范圍不足，就會(huì)造成很多有用的小信號(hào)被量化為零。因此，在滿足采樣頻率條件下，應(yīng)該選擇采樣精度較高的 A/D變換器，使得量化失真盡可能小（這也是器件選擇的一個(gè)原則）。當(dāng)然，在本方案中，由于直接處理的模擬信號(hào)頻率較低，市場(chǎng)上的 AD7870、AD7870A是不錯(cuò)的 A/D變換器，其精度均為 12bit。

　　經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將各路數(shù)字信號(hào)送入數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)行處理，對(duì)于擴(kuò)聲系統(tǒng)來(lái)講，在有效抑制各種無(wú)用信號(hào)（取決于算法的有效性）的前提下，對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，這對(duì)數(shù)字信號(hào)處理器的選擇就有一定的要求，對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理器件來(lái)講，選擇時(shí)要考慮其運(yùn)算的速度、精度，以及存儲(chǔ)器的大小等。

　　本設(shè)計(jì)方案中， DSP芯片選用 Ti公司的 TMS320VC5509,內(nèi)部集成了一個(gè) C54x內(nèi)核， 128KBΧ16位片上 RAM存儲(chǔ)器，具有最大 8MB Χ16位的外部存儲(chǔ)空間。其主要特點(diǎn)有 [4]：

　　CPU：兩個(gè)乘法累加單元（ MAC）；40位的算術(shù)邏輯單元和一個(gè) 16位的算術(shù)邏輯單元；多總線結(jié)構(gòu)等。

　　存儲(chǔ)器：128KBΧ16位片上 RAM存儲(chǔ)器；8MB Χ16位的外部存儲(chǔ)空間等。

　　片上外設(shè)：2個(gè) 20位定時(shí)器；6通道直接存儲(chǔ)器存取控制器（DMA）等。

　　3.3仿真結(jié)果

　　本仿真假設(shè)傳聲器陣列由 4個(gè)傳聲器組成線陣，采用 MUSIC算法[5][6]，相鄰傳聲器之間的距離為 8cm，頻率為 2kHz，仿真分為兩種情況，圖 4假定有兩個(gè)我們需要的信號(hào)，其輸入信噪比為 34dB（實(shí)際擴(kuò)聲系統(tǒng)中可以達(dá)到），兩個(gè)期望望信號(hào)入射角分別為 30度和 70度時(shí)的仿真結(jié)果，可見(jiàn)，在兩個(gè)有用信號(hào)方向上，傳聲器陣列有較大的功率譜輸出，而在其余方向上（對(duì)應(yīng)無(wú)用信號(hào)），功率譜很小 [4]。（圖中橫軸表示入射角度，縱軸表示陣列輸出功率譜密度。）

　　圖 5是在輸入信噪比為 25dB，期望信號(hào)入射角分別為 15度時(shí)的仿真結(jié)果。

　　從仿真結(jié)果來(lái)看，對(duì)于有用信號(hào)來(lái)講，有較大的輸出結(jié)果（也可理解為有較大的信噪比），而對(duì)無(wú)用信號(hào)來(lái)講，均被衰減到很小的結(jié)果，可見(jiàn)算法的有效性。

　　4結(jié)束語(yǔ)