一種基于主動降噪技術(shù)的脈沖噪聲和沖擊波防護裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于主動降噪技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種基于主動降噪技術(shù)的脈沖噪聲和沖擊波防護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]軍隊及部分軍工企業(yè)、重工業(yè)單位作業(yè)人員長期在高溫、低溫、有害氣體、電磁輻射、脈沖噪聲和沖擊波等有害環(huán)境下作業(yè)，其中脈沖噪聲和沖擊波對人體危害猶為嚴重，經(jīng)過測試，常規(guī)武器射擊時脈沖噪聲和沖擊波峰值一般超過180dB，由其引發(fā)的爆震性耳聾是軍隊常見職業(yè)病之一，且由于脈沖噪聲和沖擊波的影響，軍隊及部分重工業(yè)單位從業(yè)人員心肺血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及視力與嗅覺均有不同程度的損傷。
[0003]由于國內(nèi)缺乏有效脈沖噪聲和沖擊波防護裝置，從業(yè)人員長期處于無防護保護或單純靠“堵耳朵”進行抗噪的低水平防護模式，經(jīng)聽力檢測，部分行業(yè)人員聽力損傷嚴重，軍隊某團級單位爆震性耳聾發(fā)生率達15.8%，部分人員存在語言交流障礙，心血管及呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率高，職業(yè)傷殘率較高。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)一的技術(shù)方案
[0005]石家莊軍械學院利用小波降噪技術(shù)研制了一款無線通訊降噪耳罩，在200dB穩(wěn)態(tài)噪聲環(huán)境條件下，語音通話效果較好。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)一的缺點
[0007](I)該方法一般用于穩(wěn)態(tài)噪聲降噪；
[0008](2)對應噪聲頻段較窄，不能覆蓋絕大多數(shù)武器裝備射擊時的噪聲頻段范圍。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)二的技術(shù)方案
[0010]武漢科技學院在保留語音信號的基礎(chǔ)上通過數(shù)字信號處理技術(shù)過濾噪聲，采用減譜法增強語音信號的方法對噪聲頻譜進行降低，在簡單實現(xiàn)實時信號處理的基礎(chǔ)上快速降低穩(wěn)態(tài)噪聲頻率，同時又不會造成語音信號部分頻譜的損失。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)二的缺點
[0012](I)該方法一般用于穩(wěn)態(tài)噪聲降噪；
[0013](2)該方法降噪量較少，不能滿足軍隊射擊時降噪要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于主動降噪技術(shù)的脈沖噪聲和沖擊波防護裝置，ANC:Active Noise Cancellat1n，主動噪聲抵消。該裝置可以確保高噪聲環(huán)境下人員的身心健康，有效降低故障和事故發(fā)生率，確保工作質(zhì)量和安全。其技術(shù)方案如下:
[0015]—種基于主動降噪技術(shù)的脈沖噪聲和沖擊波防護裝置，包括FPGA模塊、DSP噪音處理模塊、AD采樣模塊、DA輸出模塊、音頻信號預處理模塊、音頻輸出信號放大模塊、DDR內(nèi)存模塊、電源模塊、復位模塊。
[0016]優(yōu)選地，信號預處理模塊包括音頻信號低通濾波器、反混疊濾波器，音頻輸出信號放大模塊為揚聲器驅(qū)動電路。
[0017]本發(fā)明的有益效果:聲音信號在被麥克風采集之后，經(jīng)過低通濾波和反混疊濾波，僅保留了人耳能感知頻段的音頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過500KHZ高速AD采樣得到音頻數(shù)據(jù)送至內(nèi)存，DSP讀取音頻數(shù)據(jù)則以15KHz的頻率讀取(下采樣)。DSP對采集來的音頻數(shù)據(jù)的處理核心算法為最小均方誤差算法，保證了對初級聲源信號的有效預測和擬合，并將擬合后的數(shù)據(jù)以15KHz的頻率輸出至DDR內(nèi)存，由FPGA做DA轉(zhuǎn)換并輸出至音頻輸出信號放大模塊，作為最后揚聲器輸出的次級聲源，與初級聲源抵消達到主動降噪效果。
[0018]本發(fā)明特有的音頻信號預處理保證了最終采集和處理的音頻數(shù)據(jù)為人耳能感知的音頻頻段，且考慮到應用場合主要噪聲頻段集中在低頻段(5KHz左右)，濾除了不必要關(guān)心的頻段信號。本發(fā)明中，F(xiàn)PGA負責AD和DA轉(zhuǎn)換，將DSP徹底解放，大大提高了算法執(zhí)行效率，降低了程序執(zhí)行時間，從另一方面保證了低延遲，降低了由于音頻信號擬合不準確帶來的降噪誤差。
【附圖說明】
[0019]圖1是基于主動降噪技術(shù)的脈沖噪聲和沖擊波防護裝置圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。
[0021]參照圖1，本發(fā)明包括1、FPGA模塊11、AD采樣模塊12、DA輸出模塊2、DSP噪音處理模塊3、DDR內(nèi)存模塊4、復位模塊5、電源模塊6、信號預處理模塊7、音頻輸出信號放大模塊。
[0022]聲音信號在被麥克風采集之后，經(jīng)過低通濾波和反混疊濾波，僅保留了人耳能感知頻段的音頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過500KHZ高速AD采樣得到音頻數(shù)據(jù)送至內(nèi)存，DSP讀取音頻數(shù)據(jù)則以15KHz的頻率讀取(下采樣)。DSP對采集來的音頻數(shù)據(jù)的處理核心算法為最小均方誤差算法，保證了對初級聲源信號的有效預測和擬合，并將擬合后的數(shù)據(jù)以15KHz的頻率輸出至DDR內(nèi)存，由FPGA做DA轉(zhuǎn)換并輸出至音頻輸出信號放大模塊，作為最后揚聲器輸出的次級聲源，與初級聲源抵消達到主動降噪效果。
[0023]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于主動降噪技術(shù)的脈沖噪聲和沖擊波防護裝置，其特征在于:包括FPGA模塊、DSP噪音處理模塊、AD采樣模塊、DA輸出模塊、音頻信號預處理模塊、音頻輸出信號放大模塊、DDR內(nèi)存模塊、電源模塊、復位模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主動降噪技術(shù)的脈沖噪聲和沖擊波防護裝置，其特征在于:信號預處理模塊包括音頻信號低通濾波器、反混疊濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主動降噪技術(shù)的脈沖噪聲和沖擊波防護裝置，其特征在于:音頻輸出信號放大模塊為揚聲器驅(qū)動電路。
【專利摘要】一種基于主動降噪技術(shù)的脈沖噪聲和沖擊波防護裝置，其特征在于：包括FPGA模塊、DSP噪音處理模塊、AD采樣模塊、DA輸出模塊、音頻信號預處理模塊、音頻輸出信號放大模塊、DDR內(nèi)存模塊、電源模塊、復位模塊。該裝置可以確保高噪聲環(huán)境下人員的身心健康，有效降低故障和事故發(fā)生率，確保工作質(zhì)量和安全。
【IPC分類】H04R3-00
【公開號】CN104768102
【申請?zhí)枴緾N201510059957
【發(fā)明人】張俊斌
【申請人】張俊斌, 徐酉亮, 馬力
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年2月5日