D题:带啸叫检测与抑制的音频功率放大器--谭文 王韬方向宏

四、方案论证

4.1 拾音部分

方案一: 采用三级管,通过合理设置静态工作点,给驻极体串联阻值相当的电阻,

以电容耦合方式采集驻极体话筒两端的动态电压,达到较为灵敏的采集效果,同时一定程度抑制噪声。

可计算其放大增益,输入输出阻抗等参数,计算公式如下:

方案二: 采用运放同相放大

采用运算放大器同相输入电容耦合方式,利用其高输入阻抗,达到采集语音信号,同时抑制动态噪声的目的。

方案一成本较低,但是拾音效果不清晰,选用LM358专用音频放大芯片,能较好地做前置音频放大,故选用方案二。

4.2固定滤波部分:

方案一:用OPA227高精度双极性运放做低通滤波,实现200-10k的频响范围。 方案二:用FET输入级运放OPA132做输入级信号获取,达到高输入阻抗的目的。

方案三:用晶体管搭建低通滤波器,达到低成本前级功率放大的目的。

综合考虑,sallenkey型滤波器已具有较高的输入阻抗,加之OPA227较为便宜,所以采用OPA227作为输入级滤波电路运放。

4.3啸叫检测部分:

方案一:FFT快速傅里叶分析:

采用TM4C内置的AD采样,12位AD能达到题目精度要求,通过AD采样,通过FFT算法,对输入信号进行频域上的分析,当产生啸叫,在频域上能明显区分语音信号,故能很好的检测出啸叫频点。

方案二:比较器转换为方波供单片机测频:

啸叫声使电路饱和,输入近似方波,可通过比较器把它比较成标准方波,以供单片机采集测频,达到啸叫测频的目的。

综合考虑,用2048点FFT采样率20k左右可以达到10hz的分辨率,但是一次fft时间大概是40ms,而通过比较器测试,一次测频则只需要一个周期的时间,响应大大优于fft,但是声音信号幅度较小时比较器效果较差,所以采用两种方案结合的检测方式。 4.4啸叫抑制 方案一:移相:

扩音系统的自激啸叫,其反馈回路一般都是正反馈,如果把传声器信号作调相处理,就会破坏自激的相位条件,从而防相止系统的自激啸叫。当相位偏差值在140度,稳定度最好;

并且,调制的频率越高,系统的稳定性越好。 方案二:移频:

通过频谱搬移,将声音信号频率域整体搬移几个hz,破坏震荡条件,达到抑制啸叫的目的。这种方法通常通过单边带调制来完成。 方案三:陷波:

通过反馈系统实时监测啸叫声频点,然后反馈控制程控陷波器中心频率,达到动态抑制跟踪的效果,从而抑制啸叫

移相法难于做到动态移相,全频带内相位难以做到随机,所以短时间实现内较为困难,移频法通常采用维弗法来实现,但是需要较高Q值的滤波器,且两路正交信号的滤波器需要较高要求的对称,而陷波法则反应灵敏,动态范围极大,更加便于调试和实现。综合考虑,采用陷波法。由LTC1.68构成陷波器如下:

4.5 功率检测:

方案一: 使用真有效值芯片AD637完成输出波形到有效值直流信号的转换,通过AD采样获取信号功率信息。

方案二:用AD高速采样输出信号,获取多个周期内信号最大值,即为峰值,可得功率。、

4.6 功率调节以及功率参数计算

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