thiết kế hệ thống triệt tiếng ồn tích cực

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRIỆT TIẾNG ỒN TÍCH CỰC Sinh viên thực hiện: Cán hƣớng dẫn: Trƣơng Văn Quí TS Lƣơng Vinh Quốc Danh MSSV: 1110940 Đoàn Duy Tùng MSSV: 1110963 Cần Thơ, Tháng 5/2015 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRIỆT TIẾNG ỒN TÍCH CỰC Sinh viên thực hiện: Cán hƣớng dẫn: Trƣơng Văn Quí TS Lƣơng Vinh Quốc Danh MSSV: 1110940 Ngành: Điện tử-Truyền thông Đoàn Duy Tùng MSSV: 1110963 Ngành: Điện tử-Truyền thông Thành viên hội đồng: TS.GVC Lƣơng Vinh Quốc Danh ThS.GV Trần Hữu Danh ThS.GV Nhan Văn Khoa Luận văn đƣợc bảo vệ tại: Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp Bộ môn Điện tử-Truyền thông, Khoa Công Nghệ, Trƣờng Đại học Cần Thơ vào ngày: 19/05/2015 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Thƣ viện Khoa Công Nghệ, Trƣờng Đại Học Cần Thơ Website: http://www.ctu.edu.vn Luận văn đƣợc thực bởi: Đoàn Duy Tùng, MSSV: 1110963, Lớp: Kỹ thuật Điện tử - truyền thông Trƣơng Văn Quí, MSSV: 1110940, Lớp: Kỹ thuật Điện tử - truyền thông Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRIỆT TIẾNG ỒN TÍCH CỰC Luận văn nộp báo cáo Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn tốt nghiệp Đại học Cần Thơ ngành Điện tử-Truyền thông, Bộ môn Điện tử Viễn thông vào ngày…tháng 05 năm 2015 (Quyết định số: 133/QĐ-CN Trƣởng Khoa Công Nghệ ký ngày 24//04/2015) Kết đánh giá: _ Chữ ký thành viên Hội đồng: Thành viên Hội đồng (CBHD): TS Lƣơng Vinh Quốc Danh…………………… Thành viên Hội đồng 2: ThS Trần Hữu Danh……………………………………… Thành viên Hội đồng 3: ThS Nhan Văn Khoa……………………………………… NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Cần Thơ, ngày … tháng 05 năm 2015 Cán hƣớng dẫn NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cần Thơ, ngày … tháng 05 năm 2015 Cán phản biện NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cần Thơ, ngày … tháng 05 năm 2015 Cán phản biện Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh LỜI CAM ĐOAN Đề tài “ Thiết kế hệ thống triệt tiếng ồn tích cực ” đề tài nghiên cứu lĩnh vực xử lý tín hiệu số, lĩnh vực phát triển mạnh có tầm quan trọng thực tế Do chọn đề tài để thực Luận văn tốt nghiệp Trong trình thực đề tài, nhiều thiếu sót kiến thức nhiều hạn chế nhƣng nội dung trình bày báo cáo hiểu biết thành đạt đƣợc dƣới giúp đỡ giảng viên hƣớng dẫn Tiến sĩ Lƣơng Vinh Quốc Danh Chúng xin cam đoan rằng: nội dung trình bày báo cáo Luận văn tốt nghiệp chép từ công trình có trƣớc Nếu không thật xin chịu trách nhiệm trƣớc Hội đồng nhà trƣờng Cần Thơ, ngày … tháng 05 năm 2015 Nhóm sinh viên thực Trƣơng Văn Quí SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Đoàn Duy Tùng Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực đề tài, chúng em gặp không khó khăn nhƣng nhờ động viên, cổ vũ giúp đỡ tận tình từ gia đình, nhà trƣờng, quý thầy cô, bạn bè… nên chúng em thực tốt đề tài Trƣớc hết, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình giúp đỡ nhiều kinh tế nhƣ nguồn động lực để hoàn thành tốt đề tài Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến nhà trƣờng, Khoa Công nghệ, quý thầy cô Bộ môn Điện Tử Viễn Thông cung cấp kiến thức để thực đề tài này, đặc biệt Tiến sỹ Lƣơng Vinh Quốc Danh, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn giúp đỡ mặt kiến thức, hỗ trợ thiết bị đo đạc, có dẫn đắn để giúp chúng em thực kịp tiến độ đề tài, lần xin chân thành cảm ơn thầy Ngoài ra, chúng em xin cám ơn nhóm luận văn có ý kiến đóng góp thêm đề tài hoàn thiện, cổ vũ, động viên tinh thần cho chúng em Xin chân thành cảm ơn ! SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG 10 TÓM TẮT 11 ABSTRACT 11 CHƢƠNG : TỔNG QUAN 13 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .13 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 14 1.3 PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN 14 1.4 PHẠM VI, GIỚI HẠN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 15 CHƢƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16 2.1 TIẾNG ỒN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP GIẢM TIẾNG ỒN 16 2.1.1 Khái niệm tiếng ồn 16 2.1.2 Phân loại tiếng ồn 16 2.1.3 Các phƣơng pháp giảm tiếng ồn ( nhiễu âm thanh) .16 2.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG KIỂM SOÁT NHIỄU TÍCH CỰC (ANC) 17 2.2.1 Khái niệm hệ thống kiểm soát nhiễu tích cực ANC 17 2.2.2 Cơ sở xây dựng hệ thống 17 2.3 HỆ THỐNG ANC THÍCH NGHI .19 2.3.1 Phân loại hệ thống ANC thích nghi 19 2.3.2 Mô hình hệ thống ANC thích nghi truyền thẳng 19 2.3.3 Giải thuật Least Mean Square (LMS) 21 2.4 GIỚI THIỆU KIT TMS320C5515 EZDSP USB STICK 25 2.4.1 Sơ đồ khối kit eZDSP TMS320C5515 26 2.4.2 Sơ đồ mạch in .26 2.4.3 Vi xử lý TMS320C5515 .28 2.4.4 Chip mã hóa/giải mã TLV320AIC3204 .34 SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh 2.4.5 Danh mục đầu nối 34 2.4.5.1 Đầu nối J1 35 2.4.5.2 Đầu nối J2 35 2.4.5.3 Đầu nối J3 36 2.4.5.4 Đầu nối J4 36 2.4.5.5 Đầu nối J5 37 2.4.5.6 Đầu nối J6 38 2.4.5.7 Đầu nối P1, P2 .38 2.4.5.8 Đầu nối P4 .39 2.4.5.9 Hệ thống LEDs 40 2.4.5.10 Switches .41 2.4.5.11 Test points 41 CHƢƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 43 3.1 KHẢO SÁT TIẾNG ỒN VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRIỆT TIẾNG ỒN TRONG ỐNG DẪN 43 3.1.1 Khảo sát tiếng ồn 43 3.1.2 Tính toán kích thƣớc ống dẫn .44 3.2 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT HỆ THỐNG 45 3.3 CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG 46 3.3.1 Kit eZdsp TMS320C5515 46 3.3.2 Mạch lọc thông thấp (LPF-Low Pass Filter) 47 3.3.3 Mạch khuếch đại đảo 48 3.3.4 Mạch khuếch đại công suất 50 3.3.5 Khối nguồn 51 3.3.6 Micro dùng hệ thống 52 3.3.7 Loa 53 3.4 THIẾT KẾ PHẦN MỀM .55 3.4.1 Lƣu đồ giải thuật 55 3.4.2 Mô thuật toán LMS 57 3.5 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 60 CHƢƠNG : KẾT QUẢ THỰC TẾ 61 SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh 4.3 KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ MÔI TRƢỜNG ĐẾN KẾT QUẢ HỆ THỐNG Do tốc độ truyền âm không khí thay đổi theo nhiệt độ nên nhóm khảo sát thêm ảnh hƣởng nhiệt độ đến kết hệ thống Kết khảo sát tín hiệu âm dãy tần từ 300Hz đến 350Hz theo thời gian ngày đƣợc ghi nhận lại bảng bên dƣới: Bảng 4.3 : Kết khảo sát theo nhiệt độ vào buổi sáng Tần số (Hz) Thời gian Nhiệt độ (ºC) 300 310 320 330 340 350 8h15p 8h10p 8h5p 7h45p 7h55p 8h 29,6 29,5 29,5 29,6 29,8 29,8 Biên độ đỉnhđỉnh tín hiệu ồn (V) 3,2 7,12 7,12 6,36 10,1 5,6 Biên độ Cƣờng Cƣờng đỉnhđộ âm độ âm đỉnh thanh sau tín hiệu chƣa triệt triệt triệt (V) (dB) (dB) 3,04 -19,77 -22,82 5,08 -13,49 -17,57 5,04 -7,74 -15,18 5,12 -2,49 -20,42 6,52 -5,09 -36,3 5,4 -15,3 -18,94 Độ suy giảm 3,05 4,08 7,44 17,93 31,21 3,64 Bảng 4.4 : Kết khảo sát theo nhiệt độ vào buổi trƣa Tần số (Hz) Thời gian Nhiệt độ (ºC) 300 310 320 330 340 350 11h 10h55p 10h50 10h40 10h30 10h45 31,3 31,3 31,4 31,8 31 31,5 Biên độ đỉnhđỉnh tín hiệu ồn (V) 3,28 7,12 7,12 6,32 10,2 5,64 SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Biên độ Cƣờng Cƣờng đỉnhđộ âm độ âm đỉnh thanh sau tín hiệu chƣa triệt triệt triệt (V) (dB) (dB) 3,08 -20,98 -23,67 -14,5 -16,91 5,2 -7,68 -14,75 4,24 -3 -19,14 6,2 -4,56 -35,3 5,6 -14,9 -18,8 Độ suy giảm 2,69 2,41 7,07 16,14 30,74 3,9 Trang 71 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh Bảng 4.5 : Kết khảo sát theo nhiệt độ vào buổi chiều Tần số (Hz) Thời gian Nhiệt độ (ºC) 300 310 320 330 340 350 14h45p 14h40p 14h35p 14h25p 14h20p 14h30p 32,4 32,5 32,5 32,4 32,1 32,3 Biên độ đỉnhđỉnh tín hiệu ồn (V) 3,24 7,12 7,12 6,4 10,4 5,6 Biên độ Cƣờng Cƣờng đỉnhđộ âm độ âm đỉnh thanh sau tín hiệu chƣa triệt triệt triệt (V) (dB) (dB) 3,25 -16,49 -17,98 5,52 -10,26 -14,44 4,56 -7,65 -14,32 4,16 -3,18 -20 6,12 -0,7 -30 5,4 -12,12 -17 Độ suy giảm 1,49 4,18 6,67 16,82 29,3 4,88 Bảng 4.6 : Kết khảo sát theo nhiệt độ vào buổi tối Tần số (Hz) Thời gian Nhiệt độ (ºC) 300 310 320 330 340 350 18h20p 18h17p 18h13p 18h03p 18h 18h07p 30,7 30,8 30,8 30,9 30,9 30,8 Biên độ đỉnhđỉnh tín hiệu ồn (V) 3,2 7,12 7,12 6,36 10,1 5,6 Biên độ Cƣờng Cƣờng đỉnhđộ âm độ âm đỉnh thanh sau tín hiệu chƣa triệt triệt triệt (V) (dB) (dB) 3,04 -17,09 -19,59 5,08 -9,45 -13,05 5,04 -5,63 -12,81 5,12 -2,46 -20,72 6,52 -1,06 -31,16 5,4 -10,79 -16,23 Độ suy giảm 2,5 3,6 7,18 18,26 30,1 5,44 Nhận xét : Theo lý thuyết, vận tốc truyền âm bị ảnh hƣởng nhiệt độ theo công thức: v  49,06 T  459 Trong :  v (feet/sec): vận tốc truyền âm (1feet=30,48 cm)  T (ºF): nhiệt độ đo đơn vị Fahrenheit Công thức liên hệ ºC ºF: C  32 F SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 72 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh Nhƣ vậy, nhiệt độ tăng vận tốc truyền âm tăng theo Theo kết khảo sát ta có nhận xét sau: Khi nhiệt tăng khả triệt hệ thống có suy giảm nguyên nhân tốc độ truyền âm có liên quan với nhiệt độ môi trƣờng truyền, nhiên nhìn chung giá trị thay đổi thấp ảnh hƣởng không đáng kể đến chất lƣợng hệ thống 4.4 KHẢO SÁT THỰC VỚI TIẾNG ỒN CỦA CÁC THIẾT BỊ Dƣới kết khảo sát cách thu âm tiếng quạt lò sấy lúa tiếng quạt thông gió hiệu Panasonic phát giả lập lại loa gây nhiễu Khảo sát tiếng ồn quạt lò sấy lúa: Hình 4.17 : Phổ tiếng ồn quạt lò sấy lúa trƣớc triệt SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 73 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh Hình 4.18 : Phổ tiếng ồn quạt lò sấy lúa sau triệt Khảo sát tiếng ồn quạt thông gió: Hình 4.19 : Phổ tiếng ồn quạt thông gió chƣa triệt SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 74 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh Hình 4.20 : Phổ tiếng ồn quạt thông gió triệt Nhận xét : Từ đồ thị phân tích phổ trƣớc sau triệt ta thấy, cƣờng độ âm giảm mạnh tần số khoảng triệt hệ thống, bên khoảng triệt ta thấy số tần số có cƣờng độ âm giảm, số có cƣờng độ âm tăng Do cảm nhận tai ta cảm thấy âm giảm không đáng kể 4.5 NHẬN XÉT CHUNG Sau cố định hệ thống, kết triệt dãy tần khảo sát tƣơng đối tốt, nhiên ảnh hƣởng số yếu tố nên có vài sai số trình tính toán, đo đạc…nhƣng nhìn chung kết triệt hệ thống ổn định tiếng ồn đơn tần Với tiếng ồn thiết bị, nhiều hạn chế mặt âm (cảm nhận không rõ suy giảm âm thanh), song dãy tần khoảng khảo sát cƣờng độ âm đo đạc đƣợc có giảm SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 75 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh CHƢƠNG : KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian tháng thực hiện, đề tài “Thiết kế hệ thống triệt tiếng ồn tích cực” đƣợc hoàn thành đạt đƣợc mục tiêu đề Các mảng kiến thức đề tài đƣợc tập hợp đủ, đƣợc trình bày cụ thể mục Ƣu điểm: kết thực tế cho thấy hệ thống thiết kế làm giảm tốt đƣợc tiếng ồn đơn tần, bên cạnh tiếng ồn đa tần có lƣợng tập trung khoảng tần số hẹp thiết bị phát đƣợc làm giảm cách tƣơng đối Khảo sát đƣợc ảnh hƣởng số yếu tố môi trƣờng đến kết hệ thống Hạn chế: hệ thống chƣa thể ứng dụng thực tế số hạn chế xử lý, chƣa hoàn thiện tuyệt đối hệ thống thực tế, ứng dụng tốt cho thiết bị phát âm đơn tần, thiết bị phát âm đa tần chƣa thể đáp ứng tốt Khó khăn: Trong trình thực đề tài, nhóm gặp phải không khó khăn : Do đề tài nên lúc đầu thiết kế hệ thống phần cứng nhóm mắc nhiều sai lầm việc tính toán kích thƣớc hệ thống; hệ thống mô hình triệt nhiễu đƣờng ống sử dụng cảm biến micro để thu tín hiệu âm loa để triệt nên gây tƣợng hồi tiếp âm tạo nên tiếng hú, rít khó khắc phục; mạch khuếch đại công suất ngõ hệ thống có hệ số khuếch đại hữu hạn nên biên độ nhiễu tăng cao làm cho mạch khuếch đại công suất bị bão hòa làm cho hệ thống ổn định ảnh hƣởng đến kết hệ thống Đề tài thực tƣơng đối thành công với hợp tác, cố gắng, thống thành viên nhóm với hƣớng dẫn nhiệt tình Cán hƣớng dẫn TS Lƣơng Vinh Quốc Danh giúp đỡ, ủng hộ bạn nhóm thực đề tài khác 5.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN Đề tài có thành công bƣớc đầu việc dùng âm để triệt âm Tuy nhiên số hạn chế trang thiết bị nhƣ thời gian nên hệ thống chƣa hoàn thiện tuyệt đối để đƣa vào ứng dụng, thực tiễn Trong đề tài việc lựa chọn giải thuật lọc thích nghi để cập nhật tap số cho lọc quan trọng, hệ thống nhóm chọn giải thật lọc thích nghi LMS tính đơn giản dễ thực nhƣ khả đáp ứng với mục tiêu mà nhóm đặt tính tƣơng thích với kít DSP mà nhóm có, nhiên chƣa phải giải thuật mạnh tối ƣu Trong trình nghiên cứu nhóm có tìm hiểu số giải thuật khác nhƣ: RLS, Fast LMS hai giải thuật tƣơng đối mạnh khả đáp ứng nhanh lỗi hơn, độ tin cậy cao, nhiên hai giải thuật có phép tính nhiều độ SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 76 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh phức tạp cao đòi hỏi phải sử dụng kít DSP mạnh hơn…Vì nhóm hy vọng đề tài phát triển theo hƣớng để hệ thống triệt tốt ứng dụng đƣợc thực tế Ngoài đề tài kết hợp nhiều hệ thống lại với để triệt tiếng ồn không gian kín hay không gian mở SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 77 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh PHỤ LỤC A MỘT SỐ LINH KIỆN KHÁC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI IC khuếch đại công suất TDA2050 TDA2050 IC khuếch đại công suất chuyên dụng dùng để khuếch đại tín hiệu âm thanh, IC tích hợp khuếch đại công suất theo kiểu AB Nhờ khả khuếch đại cao méo dạng ( với tải 4Ω, nguồn ± 18V khuếch đại công suất đến 35W, độ biến dạng tín hiệu dƣới 10% ; với tải 8Ω, nguồn ±22V khuếch đại công suất đến 32W, độ biến dạng tín hiệu dƣới 10% dãy tần dƣới 1KHz) Hình A.1 : IC khuếch đại công suất TDA2050 Hình A.2: Sơ đồ chân TDA2050 Bảng B.1 thông số ngƣỡng hoạt động cho IC Bảng A.1 : Thông số TDA2050 SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 78 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh Để biết thêm thông tin IC TDA2050 tham khảo website alldatasheet.com IC TL082 TL082 IC khuếch đại thuật toán OP-AMP, đƣợc sử dụng phổ biến việc tạo tín hiệu sine, vuông, tam giác, biến đổi A/D… với giá thành rẽ, tốc độ xử lý lại cao, khuếch đại đƣợc khoảng băng tần rộng, nhiễu Hình A.3 : IC TL082 Hình A.4 : Sơ đồ chân TL082 TL082 đƣợc giới thiệu cụ thể website alldatasheet.com bao gồm điều kiện hoạt động IC, đáp ứng tần số số điều kiện… B PHẦN MỀM ĐO ĐẠC Phần mềm sử dụng để kiểm tra kết thực phần mềm Visual Analyser 2011, phần mềm cho phép xem đƣợc dạng tín hiệu, phổ tín hiệu, biết đƣợc thông số tín hiệu nhƣ : tần số, biên độ, phổ, pha,…một cách tƣơng đối xác Việc sử dụng phần mềm đơn giản, cần khởi động phần mềm bật thực với điều kiện máy tính phải có micro thu tín hiệu ( laptop không cần nối thêm micro ) SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 79 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh Hình B.1 : Giao diện Visual Analyser 2011 C CODE LỌC THÍCH NGHI DÙNG GIẢI THUẬT LMS BẰNG NGÔN NGỮ ASM mmregs FP set AR7; Number of elements in filter X[] N set 30; Feedback amount Affects convergence rate of filter BETA set 560; Storage on stack INPUT set 9; Variables used in function bss _X_1,N,0,0 bss _X_2,N,0,0 bss _W_1,N,0,0 bss _W_2,N,0,0 bss _error_1,1,0,0 bss _error_2,1,0,0 ; Functions callable from C code sect ".text" global_adaptive_filters_asm_initialize SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 80 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh global_adaptive_filter_asm_1 global _adaptive_filter_asm_2 ;******************************************************************* ;* FUNCTION DEFINITION: _adaptive_filter_initialize ;********************************************************************* _adaptive_filters_asm_initialize: PSH AR3 ; Keep original value of AR3 MOV #0, AC0 ; Clear accumulator AC0 AMOV #_X_1, AR3 RPT #(N-2) ; Fill to N-1 Less one for repeats MOV AC0, *AR3+ ; Fill X array with zeroes AMOV #_X_2, AR3 RPT #(N-2) ; Fill to N-1 Less one for repeats MOV AC0, *AR3+ ; Fill X array with zeroes AMOV #_W_1, AR3 RPT #(N-2) MOV AC0, *AR3+ ; Fill Weights with zeroes AMOV #_W_2, AR3 RPT #(N-2) MOV AC0, *AR3+ ; Fill Weights with zeroes MOV AC0, *(_error_1) ; Clear errors to zeroes MOV AC0, *(_error_2) POP AR3 ; Restore original value of AR3 RET ; Return ;********************************************************************* ;* FUNCTION DEFINITION: _adaptive_filter_asm_1 *;******************************************************************** ; 1st parameter in temporary register T0 = desired ; 2nd parameter in temporary register T1 = input ; Desired is copied from temporary register T0 to the stack frame ; Returns Y in AC0H, error in AC0L ; LMS instruction performs ACy = ACy + Xmem.Ymem :: ACx = round ( ACx + Xmem 16 ; Setup pointers to X[0] and W[0] AMOV #(_X_1), XAR3 ; XAR3 points to X[0] AMOV #(_W_1), XAR4 ; AR4 points to W[0] SUB AC1, AC1 ; Clear accumulator AC1 MPYM *AR3, T3, AC0 ; AC0 = error * BETA * X[] Needs to be MPYM memory ; Perform Least Mean Squares calculations MOV #(N-1), BRC0 ; Set number of block repeats using block repeat counter RPTB end_lms_1 - ; Repeat instructions up to end_lms LMS *AR4, *AR3+, AC0, AC1 ; AC0 = W[] + error * BETA * X[] ; AC1 += W[] * X[] MPYM *AR3, T3, AC0 ; AC0 = error * BETA * X[] for next time through || MOV HI(AC0), *AR4+ ; Update W[] Point to next W[] end_lms_1 ; Build up return value of output of filter Y in HI(AC0) and error in LOAC0) SFTSC AC1, #-16, AC0 ; AC1 HI = Y Copy Y to AC0 LO NEG ADD MOV PSH AC0 T0, AC0 AC0, *(_error_1) mmap(AC1H) ; AC0 = (-Y) ; AC0 = Desired + (-Y) = error ; Save error for next time through ; Copy y in AC1 HI to AC0 HI SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 82 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh POP mmap(AC0H) error ; Combined return value AC0 HI = y AC0 LO = AADD #3, SP POPBOTH XAR4 POPBOTH XAR3 POP mmap(@ST1) POP mmap(@ST0) RET ; Restore stack frame ; Restore auxiliary registers ; Restore FRCT, SXMD, SATD, M_40, C ; Return with result in AC0 ;********************************************************************* **********;* FUNCTION DEFINITION: _adaptive_filter_asm_2 ;******************************************************************* ; ;1st parameter in temporary register T0 = desired ; 2nd parameter in temporary register T1 = input ; Desired is copied from temporary register T0 to the stack frame ; Returns Y in AC0H, error in AC0L ; LMS instruction performs ACy = ACy + Xmem.Ymem :: ACx = round ( ACx + Xmem 16 SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 83 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh ; Setup pointers to X[0] and W[0] AMOV #(_X_2), XAR3 ; XAR3 points to X[0] AMOV #(_W_2), XAR4 ; AR4 points to W[0] SUB AC1, AC1 ; Clear accumulator AC1 MPYM *AR3, T3, AC0 ; AC0 = error * BETA * X[] Needs to be MPYM memory ; Perform Least Mean Squares calculations MOV #(N-1), BRC0 ; Set number of block repeats using block repeat counter RPTB end_lms_2 - ; Repeat instructions up to end_lms LMS *AR4, *AR3+, AC0, AC1 ; AC0 = W[] + error * BETA * X[] ; AC1 += W[] * X[] MPYM *AR3, T3, AC0 ; AC0 = error * BETA * X[] for next time through || MOV HI(AC0), *AR4+ ; Update W[] Point to next W[] end_lms_2 ; Build up return value of output of filter Y in HI(AC0) and error in LOAC0) SFTSC AC1, #-16, AC0 ; AC1 HI = Y Copy Y to AC0 LO NEG AC0 ; AC0 = (-Y) ADD T0, AC0 ; AC0 = Desired + (-Y) = error MOV AC0, *(_error_2) ; Save error for next time through PSH mmap(AC1H) ; Copy y in AC1 HI to AC0 HI POP mmap(AC0H) ; Combined return value AC0 HI = y AC0 LO = error AADD #3, SP ; Restore stack frame POPBOTH XAR4 ; Restore auxiliary registers POPBOTH XAR3 POP mmap(@ST1) ; Restore FRCT, SXMD, SATD, M_40, C POP mmap(@ST0) RET ; Return with result in AC0 SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 84 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Rulph Chassaing Digital Signal Processing and Applications with the C6713 and C6414 DSK Nhà xuất John Wiley & Sons, Inc [2] Paschal Minogue, Neil Rankin, Jim Ryan Adaptive Cancelling Server Fan Noise Principles and Experiments with a Short Duct and the AD73522 dspConverter 2000 [3] Ondracka J., Oravec R., Kadlec J., Cocherová E Simulation of RLS and LMS algorithms for adaptive noise cancellation in matlab Department of Radioelectronics, FEI STU Bratislava, Slovak Republic UTIA, CAS Praha, Czech Republic [4] Edgar Omar López-Caudana Active Noise Cancellation: The Unwanted Signal and the Hybrid Solution Tecnológico de Monterrey, Campus Ciudad de México Mexico [5] Jashvir Chhikara, Jagbir Singh Noise cancellation using adaptive algorithms NXB International Journal of Modern Engineering Research (IJMER) Năm 2012 [6] Huỳnh Văn Tuấn Ứng Dụng Khử Nhiễu Tích Cực Cho Heaphone Trên Kit DSP 6713 [7] Bùi Văn Thơm Bài giảng lọc thông tích cực Chƣơng [8] Trƣơng Văn Tám Giáo trình mạch điện tử Chƣơng Nhà xuất Đại Học Cần Thơ Năm 2003 [9] Dƣơng Tử Cƣờng Giáo trình Xử lý tín hiệu số Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Một số website tham khảo: [1] http://www.ti.com/product/tms320c5515 [2] http:// support.spectrumdigital.com/boars/usbstk5515/reva/files/ [3] http://www.ti.com/solution/active_noise_cancellation_anc [4] http://en.wikipedia.org/wiki/Active_noise_control [5] http://alldatasheet.com SVTH: Trương Văn Quí - Đoàn Duy Tùng Trang 85 [...]... môi trƣờng đàn hồi Dao động của tiếng ồn phụ thuộc vào áp suất âm và cƣờng độ âm, đơn vị tính Đêxiben (Db) 2.1.2 Phân loại tiếng ồn Căn cứ vào nguồn gốc phát sinh thì tiếng ồn đƣợc chia làm rất nhiều loại nhƣ: tiếng ồn giao thông, tiếng ồn xây dựng, tiếng ồn công nghiệp và sản xuất, tiếng ồn sinh hoạt… Nếu căn cứ vào bản chất vật lý của tiếng ồn thì tiếng ồn thì tiếng ồn đƣợc chia làm hai loại chính... tần có biên độ cao của tiếng ồn cần triệt ( tiếng ồn của quạt) Bắt đầu giảm tiếng ồn ở tần số đơn để làm cơ sở cho việc giảm tiếng ồn đa tần, tìm hiểu sử dụng các phần mềm để phân tích âm thanh, xem kết quả 8 Khảo sát một số vấn đề của hệ thống nhƣ: ảnh hƣởng của nhiệt độ đến tốc độ truyền âm, họa tần trong ống, hồi tiếp âm trong đƣờng ống, tiếng hú-rít của loa, nối mass cho hệ thống, vị trí đặt các... micro, biên độ vào ra, sự trễ pha… lập bảng kết quả 9 Phát triển hệ thống giảm tiếng ồn đa tần, phân tích giới hạn, hƣớng phát triển của đề tài 10 Viết báo cáo cho đề tài 1.4 PHẠM VI, GIỚI HẠN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Do thời gian và kiến thức có hạn nên hệ thống của nhóm thiết kế chỉ triệt tốt ở những tiếng ồn đơn tần Ở mức độ sinh viên, việc giảm tiếng ồn đơn tần sẽ làm nền cho những nghiên cứu... tích cực Ý tƣởng khử tiếng ồn tích cực đƣa ra lần đầu tiên vào năm 1934 bởi Paul Lueg và đƣợc phát triển bởi rất nhiều các nhà khoa học sau này Năm 1956, Conover ứng dụng vào một thiết bị điều khiển pha và biên độ của nhiễu để giảm tiếng ồn; năm 1968, Onoda và Kido đã phát triển một hệ thống tự động giảm tiếng ồn của máy biến áp; năm 1983, Chaplin xây dựng một hệ thống giảm tiếng ồn tuần hoàn bằng việc... đồng tác giả; bài báo khoa học của Huỳnh Văn Tuấn, Nguyễn Hữu Phƣơng, Nguyễn Ngọc Long nói về kiểm soát nhiễu tích cực dùng giải thuật FxLMS trên cơ sở mạng nơron nhân tạo… Đến nay, lý thuyết này đã có rất nhiều ứng dụng thực tiễn cùng với sự phát triển của các chip xử lý tín hiệu số (DSP) nhƣ: giảm tiếng ồn trong cabin xe, giảm tiếng ồn của các thiết bị có quạt gây tiếng ồn, hệ thống giảm tiếng ồn. .. nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh 4.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT HỆ THỐNG VỚI MICRO ĐỘNG 61 4.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT HỆ THỐNG VỚI MICRO CỐ ĐỊNH 67 4.3 KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ MÔI TRƢỜNG ĐẾN KẾT QUẢ HỆ THỐNG .71 4.4 KHẢO SÁT THỰC VỚI TIẾNG ỒN CỦA CÁC THIẾT BỊ .73 4.5 NHẬN XÉT CHUNG 75 CHƢƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 76 5.1 KẾT LUẬN 76 5.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN... triệt ở tần số 340Hz 70 Hình 4.16 : Phổ tín hiệu sau khi triệt ở tần số 340Hz 70 Hình 4.17 : Phổ tiếng ồn của quạt lò sấy lúa trƣớc khi triệt 73 Hình 4.18 : Phổ tiếng ồn của quạt lò sấy lúa sau khi triệt .74 Hình 4.19 : Phổ tiếng ồn của quạt thông gió khi chƣa triệt 74 Hình 4.20 : Phổ tiếng ồn của quạt thông gió khi đã triệt .75 Hình A.1 : IC khuếch đại công suất TDA2050... phƣơng pháp giảm tiếng ồn chủ động ANC đƣợc thực hiện bằng cách đƣa ra một dạng sóng chống nhiễu thông qua một nguồn phụ Nguồn phụ có mối liên hệ với nguồn nhiễu chính thông qua hệ thống điện dùng phƣơng pháp xử lý tín hiệu riêng biệt đối với các dạng nhiễu cụ thể Đề tài này nghiên cứu hệ thống khử nhiễu bằng phƣơng pháp khử nhiễu tích cực Về cơ bản đề tài sử dụng một microphone đặt gần nguồn nhiễu để thu... bộ lọc bậc cao  Giảm đƣợc tiếng ồn đơn tần và tiếng ồn đa tần trong phạm vi thiết kế của hệ thống 1.3 PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN Do đây là một đề tài khá mới mẻ ở Việt Nam nên nhóm mất khá nhiều thời gian để tìm hiểu khả năng thực hiện cũng nhƣ đáp ứng về phần cứng và phần mềm của hệ thống Đề tài đƣợc tiến hành qua các công đoạn sau: 1 Xác định tính khả thi của việc giảm tiếng ồn bằng cách tìm hiểu các... Tùng Trang 18 Luận văn tốt nghiệp CBHD: TS Lương Vinh Quốc Danh 2.3 HỆ THỐNG ANC THÍCH NGHI 2.3.1 Phân loại hệ thống ANC thích nghi Dựa vào phƣơng pháp thực hiện hệ thống ANC thích nghi đƣợc chia làm hai loại chính là: hệ thống ANC thích nghi dùng phƣơng pháp truyền thẳng và hệ thống ANC dùng phƣơng pháp hồi tiếp thích nghi Trong hệ thống ANC thích nghi dùng phƣơng pháp truyền thẳng đòi hỏi ta phải