防爆電話的數(shù)字抗噪聲處理技術(shù)

一種基于專用DSP芯片，采用獨(dú)特的軟件抗噪聲算法的數(shù)字 抗噪聲模塊，實(shí)現(xiàn)了在120分貝噪聲環(huán)境中話音的清晰度不小于98。此模塊已成功應(yīng)用于我國航天機(jī)載通訊設(shè)備及工業(yè)防 爆擴(kuò)音廣播呼叫系統(tǒng)。

概 述:

國內(nèi)目前第三代抗噪聲產(chǎn)品是利用動態(tài)降噪(DNR)技術(shù)。DNR技術(shù)是通過變化的話音峰值動態(tài)地調(diào)節(jié)輸出話音開關(guān)，從而達(dá)到降噪的目的。它雖然是目前較好的一種抗噪聲模擬處理技術(shù)，但存在一些局限性，包括輕符音掉字和強(qiáng)音噪聲拖尾；降噪效果偏重于低頻；降噪完全采用硬件電路實(shí)現(xiàn)，調(diào)試和維修比較麻煩等問題。由于存在這些問題，致使模擬DNR降噪產(chǎn)品的大量推廣應(yīng)用受到限制。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的迅速發(fā)展，以數(shù)字信號處理器及其相關(guān)算法為技術(shù)支撐的數(shù)字抗噪聲技術(shù)的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。替代了DNR模擬降噪技術(shù)產(chǎn)品。數(shù)字抗噪聲技術(shù)就是應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)及其高速實(shí)時處理運(yùn)算的特性，采用相應(yīng)的軟件算法，對高噪聲環(huán)境中的話音和噪音進(jìn)行處理，完成高噪聲環(huán)境中的語音通信功能。

本數(shù)字降噪模塊的性能優(yōu)點(diǎn)包括：

a) 軟件采用自適應(yīng)濾波算法，數(shù)字抗噪聲處理器對噪聲的抑制量一般在50分貝以上，而且出話音平穩(wěn)，無漏字和噪聲拖尾現(xiàn)象。

b) 數(shù)字抗噪聲處理器在整個話音頻帶內(nèi)(300～3000Hz)降噪量均衡。

c) 數(shù)字抗噪聲處理器可通過改變軟件算法滿足不同的抗噪聲要求，便于產(chǎn)品升級換代。

d)硬件成本比模擬DNR產(chǎn)品更低。

e)采用軟件加密技術(shù)，產(chǎn)品不易被侵權(quán)、仿造，有利于保護(hù)生產(chǎn)廠家的利益。

主要指標(biāo)要求及總體設(shè)計(jì)方案

數(shù)字抗噪聲處理模塊主要用于航天機(jī)載通訊終端設(shè)備及工業(yè)擴(kuò)音廣播呼叫系統(tǒng)等高噪聲環(huán)境中的通訊聯(lián)絡(luò)，如擴(kuò)音廣播呼叫話站、電話機(jī)、送受話器、呼叫設(shè)備。其送話頻率范圍為300～3400Hz,平坦度不大于2dB。降噪性能為：模塊輸入端加入3mV、2秒斷續(xù)的正弦波信號(頻率依次為300Hz、700Hz、1000Hz、1500Hz、2000Hz、2500Hz、3000Hz)與加入3mV、120dB持續(xù)的白噪聲信號時，模塊輸出電平之差不小于50dB。

首先要選用一款合適的DSP器件。要求具有低功耗、高速數(shù)據(jù)運(yùn)算和吞吐能力(40 MIPS以上)，內(nèi)含A/ D、D/ A、Flash閃存(16KB)。然后建立有效的噪聲模型，設(shè)計(jì)自適應(yīng)濾波結(jié)構(gòu)及其相關(guān)軟件算法。接下來設(shè)計(jì)數(shù)字抗噪聲處理器的電磁兼容性(EMC)，選用能適應(yīng)120dB環(huán)境噪聲的抗噪聲送話器器件。DSP硬件與相關(guān)軟件算法結(jié)合，使數(shù)字抗噪聲處理器在120dB高噪聲環(huán)境下，達(dá)到話音清晰度不小于98。