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JK-DP50型数字降噪声处理器的工作原理及其应用

作者:程小琰 樊光荣2006.10.27阅读 2132

       引言
       随着数字信号处理(DSP)技术的迅猛发展,以数字信号处理器及相关算法为技术的数字降噪声技术也不断出现。本文提到的JK-DP50数字降噪声处理器就是应用数字信号处理器DSP技术及高速实时处理运算的特性,采用独特的软件算法,对高噪声环境中的话音和噪音进行处理CONTROL ENGINEERING China版权所有,完成高噪声环境中的语音通信功能,使话音在高噪声环境下仍然比较清晰。

       JK-DP50的性能指标
       ● 工作电压为+12V±10%;工作电流小于70mA。
       ● 具有降噪控制功能(CON) 控制信号(CON)为高电平(+5V)时,降噪声模块断开www.cechina.cn,信号直接通过;控制信号(CON)为低电平(0V)时,降噪声模块接入,进行降噪声处理。 
  

     ● 输入端参数 直通时为100~600mV;降噪时为25~200mV;输入阻抗为10kΩ。
       ● 输出端参数 直通时为100~600mV;降噪时为25~200mV;输入阻抗为600Ω。 
       ● 输出频响特性 输入为100mV时,断续比为1:1正弦波信号CONTROL ENGINEERING China版权所有,在300~3400Hz范围内,不均匀度小于3dB。 
       ● 降噪能力 输入为100mV时,断续比为1:1正弦波信号与输入100mV持续的白噪声信号时模块输出的比不小于30dB 。

JK-DP50型数字降噪声处理器的工作原理及其应用如图

       JK-DP50的工作原理
       本文中JK-DP50型数字降噪声处理器主要完成在高噪声环境下话音的高清晰度通信功能。它有降噪和直通两种工作状态,其工作原理如图1所示。工作状态的选择由控制信号CON的电平来决定,控制特别灵活,可由监控单元直接来控制。CON为低电平(0V)时,降噪声模块接入,进行降噪处理;CON为高电平(+5V)时,降噪声模块断开www.cechina.cn,信号直接通过。降噪状态时,CON为低电平,晶体管V4截止,继电器K1处于常闭状态,话音信号和环境噪声通过话筒输入,送到数字信号处理DSP的27、28脚,把话音和环境噪声进行放大,增益由R15和R14来决定,放大到DSP芯片内的A/D能识别的幅度,以便A/D能正常转换信号。模拟信号通过A/D转换后,变成12位的数字信号进入DSP的运算单元,DSP在前3秒中测试出周围环境噪声的大小控制工程网版权所有,并建立相关数学模型,然后按给定的算法处理话音和噪声,把处理后的结果经过数据总线送到D/A,经放大器U2:A,电容C29和电阻R33组成的平滑滤波器,进行平滑滤波后送到放大器U2:B,放大器的作用是为了满足相连设备的输入要求。直通状态时,CON为高电平,晶体管V4导通,继电器K1处于吸合状态,话音信号和环境噪声通过话筒输入,不经过DSP直接送到平滑滤波器,进行平滑滤波后送到放大器U2:B。 

JK-DP50型数字降噪声处理器的工作原理及其应用如图

   
       降噪模块中DSP的选择
  
       在实现降噪处理时,选择数字信号处理芯片DSP是非常重要的一环。DSP芯片要根据降噪处理的软件算法和实际的系统要求来选择。首先,应该考虑是选用浮点还是定点DSP;其次CONTROL ENGINEERING China版权所有,根据软件算法的复杂程度,考虑DSP的运算速度;此外,还应考虑DSP芯片提供的硬件资源和功耗,如片内RAM、ROM的数量、外部可扩展的程序和数据空间、总线接口、I/O接口、封装形式等因素。本文设计的数字降噪声处理器选用TI公司的TMS320C5XX系列DSP芯片中的一款作为处理芯片,该定点DSP的运算速度为40MIPS,集成高速A/D、D/A转换器及16KB的flash存储器,共有64引出管脚,大大减小了PCB板的面积,选用19.2MHz的晶体作时钟。 


       降噪模块中DSP的选择
       数字












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