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的頻率限定在 3400Hz以內(nèi)。經(jīng)過濾波后的模擬音頻信號，要進(jìn)行數(shù)字化處理過程即 A/D變換，即通過抽樣、量化、編碼，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。在此過程中，由于量化存在量化誤差（噪聲），因此不可避免地產(chǎn)生信號損失，特別是對于小信號來講，有可能完全丟失，因此，如果 A/D變換器件動態(tài)范圍不足，就會造成很多有用的小信號被量化為零。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?。ㄟ@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頻率較低，市場上的 AD7870、AD7870A是不錯(cuò)的 A/D變換器，其精度均為 12bit。

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

　　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存儲器，具有最大 8MB Χ16位的外部存儲空間。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。

　　存儲器：128KBΧ16位片上 RAM存儲器；8MB Χ16位的外部存儲空間等。

　　片上外設(shè)：2個(gè) 20位定時(shí)器；6通道直接存儲器存取控制器（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，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)期望望信號入射角分別為 30度和 70度時(shí)的仿真結(jié)果，可見，在兩個(gè)有用信號方向上，傳聲器陣列有較大的功率譜輸出，而在其余方向上（對應(yīng)無用信號），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，期望信號入射角分別為 15度時(shí)的仿真結(jié)果。

　　從仿真結(jié)果來看，對于有用信號來講，有較大的輸出結(jié)果（也可理解為有較大的信噪比），而對無用信號來講，均被衰減到很小的結(jié)果，可見算法的有效性。

　　4結(jié)束語