Микрофонный усилитель оборудования дуплексной громкоговорящей связи
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
олнительно может быть проверен еще один вариант, который подразумевает совершенно разные по типу микрофоны в составе дифференциального микрофона, поскольку АРУ и управляемая зазадержка в достаточно широком диапазоне способны менять амплитуду и фазу сигналов. Схема электрическая принципиальная макета микрофонного усилителя без АРУ, элементов управления задержкой и фильтров приведена в приложении к данной пояснительной записке и на рис. 10.
.3 Адаптивная ЦОС
В данном разделе речь пойдет о перспективных вариантах микрофонного усилителя, в которых реализуются методические способы уменьшения шума в звуковых трактах.
Почему "адаптивная"?
По сути, обработка сигнала в сигнальном процессоре должна реализовывать основные описанные выше принципы - АРУ, распознавание речи и т.д., что может быть реализовано только с помощью адаптации к текущей шумовой обстановке.
3.3.1 Элементная база
Безусловно, такую задачу необходимо решать только на так называемых элементах "система на кристалле", содержащую АЦП, ЦАП, фильтры. И , хотя, звуковой спектр при обработке не предъявляет каких то предельных требований по скорости обработки, все же специфика шума, эха, разборчивости потребует соответствующих мощностей процессора и объема памяти.
Не будем здесь приводить наименование и характеристики известных DSP разных фирм и производителей - они и так известны и дороги.
Хотелось бы обратить внимание на оригинальные решения, близкие к задачам для ОДГС. На рис.11 приведена структура одного из представителей решения "система на кристалле" для оцифровки звука и представление его в полосе частот телефонного канала.
подавление шум наводка микрофон
Рис. 10. Схема электрическая принципиальная макета микрофонного усилителя
Рис.11. Структурная схема звукового кодека
Традиционная часть алгоритма обработки звука в рамках этой микросхемы уже решена.
Остальная часть (специфика ОДГС) - должна быть реализована на отдельном процессоре. Положительная сторона применения такого кодека - реализация в ОДГС дополнительно черного ящика для фиксации прерговоров на флэш-память.
3.3.2 Алгоритмы обработки
Естественно, интерес будет представлять реализация специфики ОДГС в виде оригинальных, быстрых алгоритмов.
Суть специфики обработки зашумленных сигналов заложена в запатентованных алгоритмах, приведенных в разделе 2.3. пояснительной записки.
Отметим, что часть этих патентов выступила в качестве аналога и прототипа при оформлении оригинального решения для другого патента [4]. Сложная фильтрация цифровыми фильтрами при распознавании и выделении голоса в реальном времени потребует применение быстродействующих и простых в программной реализации алгоритмов цифровой фильтрации. Принципиально это может быть реализовано на рекурсивных цифровых фильтрах с конечной импульсной характеристикой [5,6].
3.3.3 Модель процесса обработки
Имея под рукой программную модель процесса обработки сигнала, всегда можно быстро получить ответ на вопрос "А что, если..?". На сегодняшний день такого уровня модели имеется возможность создавать в среде LabVIEW с последующей прошивкой текущих реализаций в память процессоров DSP. Так, структурная схема макета усилителя выглядит в виде программной модели.
Пользователь формирует исходные данные в табличках и видит их осциллограммы.
Результаты также контролируются:
Такая идеализированная картина, безусловно, отличается от практической реализации, но позволяет быстро провести расчеты, проанализировать спектры сигналов, а в последствии записать реальные сигналы и сделать соответствующие расчеты.
Реальные схемные решения могут дополнительно моделироваться в программе Multisim 10.0. Результаты моделирования и расчеты могут быть дополнительно оформлены по заданию Заказчика.
3.4 Дополнение
Дополнительные механизмы контроля наличия голосовых сигналов в усилительном тракте позволят в дальнейшем автоматическую коммутацию сигнала передатчика в случае, если оператор начал переговоры. Не усложняя и так сложные схемы, можно рассмотреть возможность для аппаратного решения применить микросхему согласованного фильтра-декодера сигналаов DTMF или в случае программной реализации на DSP применить результаты, полученные в [7]. Основанием для такого варианта решения может явиться тот факт, что комбинации частот в DTMF или АОНе подобраны соответствующим образом - отличном от голосовых комбинаций. Коммутация передатчика в нужный момент позволит остальное время не пропускать в линию связи лишние шумы.
Заключение
Согласны, что материал данной пояснительной записки окончательно запутал ситуацию с реализацией ОДГС. Но считаем, что лучше иметь множество вариантов, чем ничего. На данном этапе макетирования и частичного исследования желательно получить первый несложный образец. Дополнительные испытания позволят его довести до сколь-нибудь приемлемого варианта. Этот вариант и должен войти в состав первых изделий. Как только выяснится конкурентноспособность принятых решений и реализаций, можно приступать к дальнейшему совершенствованию. Главное - есть желание и возможности, чем бить конкурентов. Как всегда рядом присутствуют отсутствие финансирования и времени (заметим, что первое порождает второе).