基于DSP的室內(nèi)擴聲系統(tǒng)的研究

1、引言

　　對傳統(tǒng)的室內(nèi)擴聲系統(tǒng)來講，其模式一般為傳聲器拾音，然后將此信號送入功率放大器進行放大，再送入音箱放音，這種擴聲系統(tǒng)對噪聲沒有作任何處理，導(dǎo)致室內(nèi)聲場特性變壞，甚至影響到聽眾準(zhǔn)確地聽清期望信號。本文給出一種改進的擴聲系統(tǒng)設(shè)計方案，采用傳聲器陣列，利用數(shù)字信號處理技術(shù)，在不影響信號實時性的前提下，盡可能抑制無用信號。

　　2、基于 DSP的室內(nèi)擴聲系統(tǒng)

　　2.1室內(nèi)聲場特性

　　對室內(nèi)擴聲系統(tǒng)來講，其聲場特性比較復(fù)雜，到達(dá)傳聲器的信號可能有期望信號、混響信號、干擾信號、噪聲信號，甚至揚聲器的重放信號（跟室內(nèi)音響的位置和其指向性有關(guān)），這種聲場特性可用圖 1表示。

　　在這些信號中，除了期望信號（我們需要的）之外，其余的所有信號都會影響聲音信號的清晰度，因此這些信號都可認(rèn)為是噪聲，特別是音響的重放信號，有可能經(jīng)過聲反饋而引起嘯叫，嚴(yán)重影響到室內(nèi)聲場的穩(wěn)定性。因此，如何消除或盡可能減少這些不需要的信號，保持室內(nèi)聲場的穩(wěn)定和語言信號的清晰度，是室內(nèi)擴聲系統(tǒng)首先要考慮和解決的問題。

　　2.2 本設(shè)計方案中的信號模型

　　本文提出的擴聲系統(tǒng)設(shè)計方案，采用現(xiàn)代陣列信號處理技術(shù)，利用傳感器陣列，結(jié)合數(shù)字信號處理技術(shù)和相應(yīng)的算法，使陣列輸出的信號對期望信號來講有較大的信噪比，而對期望信號以外的無用信號，均有較大的衰減（理想結(jié)果是衰減到零）。處理示意圖如圖 2：

3 本方案的硬件設(shè)計

　　3.1 設(shè)計框圖本擴聲系統(tǒng)中，采用傳聲器陣列和數(shù)字信號處理器，按照相關(guān)算法，達(dá)到抑制無用信號的目的?？驁D如圖3：

　　本設(shè)計中，首先對傳聲器感應(yīng)到的信號作低通濾波，由于室內(nèi)擴聲系統(tǒng)一般的期望信號均為語音信號，經(jīng)過低通濾波后，使輸出信號的頻率限定在 3400Hz以內(nèi)，然后對各路信號進行模數(shù)變換，便于后面的數(shù)字信號處理器進行處理，各路信號經(jīng)過加權(quán)求和后，輸出的信號送入后續(xù)的功率放大器進行放大，進而送入音箱放音。這里關(guān)鍵就是權(quán)值的自動更新，只要采用有效的算法，DSP會自動