基于DSP的有源降噪系统分析与研究

在科技迅猛发展的今天，人们在享受现代科技给人类带来的种种便利之时，也面临着日益严重的污染问题，在这些污染中，噪声是直接危害人们身心健康的污染源之一。在工业生产、公共交通、宇航、通讯等人类生活的各方面均存在噪声污染，在某些场合则十分恶劣。调研发现履带车辆舱室内各频率噪声大约为100 dB~120 dB,对乘员的听力、健康、通话、操作极为不利。因此，降低车辆舱室内的噪声,将会明显改善操作人员的健康状况和提高战斗力。本文针对坦克舱室内的噪声进行了有源降噪系统的研究。

1 有源降噪的原理

任何一个声学系统包括声源、传播途径和受者3个环节，控制噪声应从这三方面进行。传统的无源噪声控制在中高频取得了较好的降噪效果,但对于低频噪声，因无源材料的声衰减特性随频率的降低而变差，要取得良好的降噪效果，就要增加材料的体积和重量，会使工程实施趋于庞大化，甚至难于实现。随着高速数字信号处理技术的发展，体积小、便于设计和控制的有源噪声控制方法，能在低频段实现较好的降噪效果[1]。

有源噪声控制是根据2个声波相消性干涉或声波辐射抑制的原理，通过人为地制造1个控制声源(次级声源)，使其发出的声音与原来的噪声源(初级声源)辐射噪声大小相等、相位相反，使两者作用结果互相抵消，从而达到降噪的目的[2]。依据此降噪原理，提出了由1个初级声源和1个次级声源所组成单极子两源系统的降噪模型。其示意图如图1所示。

图中，P为初级声源,MIC1为噪声传感器,用于采集对象P的信息。S为输出控制的扬声器及次级声源,MIC2为误差传感器,采集误差信息。设P产生的源声场为：