一種汽車內(nèi)部噪聲智能主動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　噪聲主動(dòng)控制基本思想是由德國物理學(xué)家Paul Lueg于1936年發(fā)明“電子消聲器”時(shí)首次提出的。噪聲主動(dòng)控制技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)的被動(dòng)控制，具有對(duì)中、低頻段噪聲控制效果明顯、系統(tǒng)輕巧、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有潛在的工程應(yīng)用價(jià)值。噪聲控制為實(shí)時(shí)控制，需要較大的計(jì)算量，普通的單片機(jī)難以實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)80年代，數(shù)字信號(hào)處理（DSP）芯片噪聲主動(dòng)控制基本思想由德物理學(xué)家Paul Lueg于1936年發(fā)明“電子消聲器”時(shí)首次提出的。噪聲主動(dòng)控制技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)的被動(dòng)控制，具有對(duì)中、低頻段噪聲控制效果明顯、系統(tǒng)輕巧、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有潛在的工程應(yīng)用價(jià)值。

　　噪聲控制為實(shí)時(shí)控制，需要較大的計(jì)算量，普通的單片機(jī)難以實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)80年代，數(shù)字信號(hào)處理（DSP）芯片的問世為信號(hào)的實(shí)時(shí)控制開辟了廣闊的發(fā)展空間。隨著芯片技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，DSP已成為現(xiàn)代智能控制器的核心部件。

　　本文采用DSP芯片TMS320F2812設(shè)計(jì)了既可以脫機(jī)獨(dú)立自主運(yùn)行又可以通過USB接口在線仿真的智能控制器，并以該控制器為核心設(shè)計(jì)了汽車內(nèi)部噪聲主動(dòng)智能控制系統(tǒng)。

智能控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)

　　1 設(shè)計(jì)過程及系統(tǒng)框圖

　　汽車內(nèi)部噪聲智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程如圖1所示。

　　圖1 DSP智能控制器硬件設(shè)計(jì)流程圖

　　在器件選型時(shí)，要考慮器件之間的相互匹配性，以及器件的供貨能力和技術(shù)支持等。本設(shè)計(jì)選用的DSP芯片 TMS320F2812性能如下：采用高性能的靜態(tài)CMOS低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)，主頻高達(dá)150MIPS（時(shí)鐘周期6.67ns），支持JTAG邊界掃描接口；高效32位高精度CPU；并有最多可達(dá) 128K×16的FLASH存儲(chǔ)器等。

　　電路板的設(shè)計(jì)需要傳輸線理論知識(shí)以及布線工藝和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)，以保證信號(hào)的完整性，另外著重考慮電磁干擾和電磁兼容性問題。

　　如圖2所示，智能控制器主要由模擬電路部分（包括數(shù)字信號(hào)采集電路和輸出信號(hào)處理電路）、DSP子系統(tǒng)（包括DSP芯片及外圍電路）、電源、時(shí)鐘及復(fù)位電路等構(gòu)成。下面將介紹幾個(gè)主要電路的設(shè)計(jì)。

圖2 智能控制器結(jié)構(gòu)框圖