Светорезерв - ИТ решения

Подробнее о наушниках с шумоподавлением: адаптивные контроллеры в активных системах шумоподавления

Подробнее о наушниках с шумоподавлением: адаптивные контроллеры в активных системах шумоподавления

Активный контроль шума - это основная технология наушников с шумоподавлением. Но есть нюанс в разговоре об ANC, который заслуживает обсуждения: адаптивные контроллеры и пути отмены.

Поскольку все больше людей работают из дома, наушники с шумоподавлением становятся все более популярными. В предыдущей статье мы обсуждали, что активный контроль шума (ANC) требует адаптивного алгоритма для настройки коэффициентов фильтра и оптимизации ослабления шума. Это связано с тем, что шумовые характеристики, а также реакция системы могут изменяться со временем.

В этой статье, которая основывается на основных концепциях ANC из первой статьи, более подробно рассматривается адаптивный контроллер системы ANC.

Алгоритм градиентного спуска

Система ANC пытается найти оптимальные веса фильтра, минимизируя среднеквадратичное значение звука, улавливаемого микрофоном ошибки.

Минимум этой функции ошибок происходит при x = 0. Если наше текущее местоположение x = 4, производная f (x) (которая совпадает с наклоном красной линии) является положительным значением. В этом случае мы должны уменьшить текущее значение, чтобы уменьшить f (x). Однако при текущем значении веса x = -4 производная f (x) отрицательна (наклон голубой линии).

В этом случае мы должны увеличить x, чтобы уменьшить f (x). Следовательно, следует ли нам увеличивать или уменьшать x, можно определить по производной от f (x). Это может быть расширено до функции с несколькими переменными; нам нужно только заменить производную на частную производную. В контексте алгоритма градиентного спуска эта частная производная функции многих переменных называется градиентом.

Основываясь на этом обсуждении, мы можем использовать следующее уравнение для итеративного обновления весов:

wi, new = wi, old - μ x (частная производная поверхности ошибки по t wi)

Здесь μ - коэффициент сходимости, который указывает процент отрицательного градиента, который добавляется к текущему значению веса на каждой итерации.

Путь отмены

В системе ANC выходной сигнал адаптивного фильтра преобразуется в аналоговый сигнал, а затем в звуковую волну на выходе громкоговорителя. Эта звуковая волна проходит акустический путь между громкоговорителем и микрофоном ошибки. Затем он улавливается микрофоном ошибки и преобразуется в цифровой сигнал.

Адаптивный алгоритм фактически принимает этот цифровой сигнал как вход. Путь от выхода цифрового фильтра до входа адаптивного алгоритма обычно называется «каналом отмены».

Подводя итог, сигнал ошибки для алгоритма LMS выводится из выходного сигнала адаптивного фильтра, модифицированного S (z). Это отличается от того, что мы имеем в других распространенных приложениях с адаптивными фильтрами. Знание S (z) требуется для расчета градиента для алгоритма оптимизации. Кроме того, опубликованные обзоры ANC показали, что описанная выше система в целом будет нестабильной.

Эту проблему можно решить, поместив оценку S (z) между опорным сигналом x (n) и обновлением веса алгоритма LMS. Это проиллюстрировано ниже, где S (z) представляет собой оценку передаточной функции S (z) тракта компенсации.

Поскольку x (n) фильтруется перед применением к блоку наименьших средних квадратов (LMS), этот алгоритм в литературе называется алгоритмом LMS с фильтром X.

Моделирование пути отмены

Соответствующий сигнал (сигнал моделирования) применяется как к тракту подавления, так и к его «Модели». «Алгоритм LMS» отслеживает сигнал ошибки и пытается минимизировать его, регулируя веса фильтра «Модели». Когда сигнал ошибки сведен к минимуму, отклик «Модели» становится ближе к отклику тракта отмены.

Копия полученной модели будет использоваться для фильтрации опорного сигнала системы АНКА, как описано в предыдущем разделе.

Вывод

В последних двух статьях были рассмотрены основы ANC в целом и адаптивные контроллеры в системах ANC в частности. Поскольку шумоподавление становится основным продуктом для все большего количества потребительских наушников, вполне вероятно, что больше инженеров-электриков увидят, как эти принципы применяются на уровне схем.

Поделиться:

Вопросы, отзывы, комментарии (0)

Нет комментариев

Добавить комментарий

Пожалуйста, оцените!

Читайте также:

Гибрид: объекты для будущего дома

Новый взгляд на акустические производственные испытания

Партнер по программному обеспечению GuardKnox, NXP и Green Hills разрабатывает передовую безопасную автомобильную платформу для следующего поколения а

Данные на грани: обычное слепое пятно в промышленной безопасности

Быстрые зарядные устройства с технологией GaN

Алувайн Маньонга назван SLL Young Lighter 2020

Повышение производительности памяти в эпоху DDR5: введение в режимы обучения DDR

В условиях бума критически важных приложений инженерия надежности важнее, чем когда-либо

Рынок автомобильного освещения: среднегодовой темп роста 6,7% с 2019 по 2026 год

Источники света УФ-С от Signify инактивируют вирус, вызывающий COVID-19

Офис Signify по взаимодействию с клиентами помогает предприятиям поддерживать здоровье и безопасность сотрудников

Гуджарат подписал меморандум о взаимопонимании с Индийской корпорацией развития туризма

Производство электроэнергии от дождя до света 100 светодиодных фонарей

Обзор рынка: к 2026 году мировой рынок светодиодов достигнет 82 миллиардов долларов

Исследование AEC: 67% ожидаемого снижения доходов из-за пандемии

Продукты УФ-С от Signify

Квантовые транзисторы: потенциальная альтернатива гибкой электронике?

Проблемы определения характеристик полупроводников с широкой запрещенной зоной

Интегрированная фотоника может решить проблемы мощности и скорости массивных данных

Может ли RFID стать решением безбатарейного Интернета вещей? Рука так думает

Петиция производителей микросхем об изменении языка в законопроекте о финансировании для включения критически важных устройств

Термоэлектрические охладители: маломощный, экологически чистый вариант конструкции для контроля температуры

Рост возможностей мини-светодиодов усиливает конкуренцию за патенты

Медицинские источники питания - особая лига

Общие сведения о клеммных колодках для безопасного подключения

Как прошло первое виртуальное шоу Electronica?

Могут ли мировые торговые трения задушить индустрию чипов «лихорадку слияний и поглощений»?

Решения безопасности IC: построить или купить?

Черный корпус увеличивает отношение сигнал / шум фотодиода

Широкополосный ИК-светодиод мощностью 74 мВт для телефонной спектроскопии

Лучший голландский футбольный клуб, с которым будет сотрудничать Signify для установки системы дезинфекции UVC

Технология спектрального зондирования AMS, выбранная специалистом по оптической метрологии ELDIM для профессионального быстрого тестирования на COVID-

Навигация по минному полю: патентный анализ ключевых мини-светодиодных технологий

Велодин Лидар объявляет итоги первого квартала 2020 года публичной компании

Превращение тепла в электроэнергию с помощью эффективного органического термоэлектрического материала

Система без электроэнергии использует испарение, чтобы предметы оставались прохладными

Сверхбыстрые лазерные эксперименты открывают путь к лучшим промышленным катализаторам

Зеркальная гитара Infinity, украшенная светодиодами, осветит ваш день

Интернет на основе светового луча Project Taara коммерчески развернут в Африке

Общегосударственная инициатива по сокращению дорожно-транспортных происшествий с помощью экологически чистых технологий интеллектуального автономного

Предупреждающие огни со звуком

Простой метод производства высокопроизводительных литий-селеновых батарей

Сверхбыстрые полимерные модуляторы, способные выдерживать тепло

Определение микроскопического механизма комбайнов вибрационной энергии

Экологически чистый метод может снизить затраты на переработку литий-ионных батарей.

Прототип топливомера для орбиты

Гигантский шаг к применению антиферромагнитных материалов

Два человека делятся своими крупными победами в приложении фэнтези-футбол, выбирает CES

Новые экологически чистые материалы могут привести в действие умные устройства, использующие рассеянный свет

Время нового состояния вещества в высокотемпературных сверхпроводниках

Подписка на новости

Светодиодные лампы Е27

Светодиодные лампы Е40

Подшипники

Люки