基于主動噪聲控制（ANC）系統(tǒng)中Fx LMS改進算法,提出一種新的現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）硬件實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)通過運用狀態(tài)機產(chǎn)生的控制信號來控制ANC系統(tǒng)各個模塊的運行,并為了加快誤差信號的收斂速度采用了并行的鏈接方式。該Fx LMS改進算法結(jié)構(gòu)采用Altera Quartus II開發(fā)平臺設(shè)計和綜合,在Altera DE2提供的Cyclone II FPGA開發(fā)板上實現(xiàn)。仿真結(jié)果表明:在Altera Cyclone II硬件實現(xiàn)中僅使用了22個嵌入式乘法器中和6%的邏輯單元,并且ANC系統(tǒng)的降噪性能和收斂速度都得到了提高。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

FxLMS改進算法結(jié)構(gòu)

對改進后的Fx LMS算法在Quartus II上進行硬件結(jié)構(gòu)仿真，硬件結(jié)構(gòu)模塊如圖4所示。ANC系統(tǒng)由一塊Cyclone IIFPGA板和WM8731音頻編解碼器組成。WM8731音頻編解碼器有兩個端口，音頻的輸入和輸出，并且音頻輸入由左右線組成。為了將輸入信號從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，WM8731音頻編解碼器采用具有過采樣技術(shù)[11]的Sigmadelta模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，采樣率為8～96 k Hz，采樣位數(shù)為16～32位。ANC系統(tǒng)FPGA中Fx LMS改進算法框圖的硬件實現(xiàn)共有5個模塊組成，分別是:權(quán)值更新模塊、FIR濾波器模塊、控制模塊、乘累加運算模塊和性能檢查模塊。

1)權(quán)值更新模塊:在每次完成濾波器抽頭系數(shù)更新時存儲并提供新的濾波器抽頭系數(shù)。具有3個輸入，包括隨機白噪聲v(n)、誤差信號f(n)和μs(n)。其中μs(n)應(yīng)用等式(8)中計算的值。另外，利用輸入信號x(n)，誤差信號f(n)和μw計算控制濾波器系數(shù)。如圖5所示，來自濾波器塊的輸出信號是RAM的輸入。此外，系統(tǒng)通過激活WE＿C控制抽頭系數(shù)DP＿RAM中保存新的濾波器系數(shù)，計數(shù)器產(chǎn)生濾波器系數(shù)的“讀地址”。En＿cnt＿cr用于從抽頭系數(shù)DP＿RAM讀取地址的控制信號;En＿cnt＿cw用于在抽頭系數(shù)DP＿RAM中生成“寫地址”;系統(tǒng)將誤差信號和步長相乘，并通過激活En＿Reg＿Emue控制信號將它們存儲在寄存器中。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]改進自適應(yīng)對消算法在工業(yè)噪聲處理中的應(yīng)用[J]. 茅正沖,涂文輝.  傳感器與微系統(tǒng). 2017(03)
[2]基于次級通道在線辨識新算法的振動主動控制[J]. 浦玉學(xué),張方,姜金輝,徐菁,蔣祺.  振動.測試與診斷. 2016(01)



本文編號：3385129