自适应有源噪声消除器研究设计

个模块需要用到相应的芯片：1、采集信号放大模块 OPA2394运算放大器 2、模拟移相模块 AD5277芯片 3、压控增益 LM307 4、功率放大模块采用TDA7294运放

基于以上需求本设计选用EVK1100硬件开发平台。

3.3系统软件架构

软件程序分为上图所示几个模块，主要有初始化模块、时钟模块、模式控制模块、按键控制模块、显示模块、数据处理模块等。

初始化模块：主要是初始化芯片和硬件系统，时钟用于计算时间、显示时间，可以根据时间进行模式切换。

模式判断与选择模块：用于选择执行哪种模式，模式选项主要有自动模式与手动模式，其中自动模式可以根据时间进行判断是白天模式还是夜间模式。不同模式对噪声消除的效果也是不同的。

按键控制模块主要是为了判断用户输入的信息，进而进行相应的处理。

显示驱动是为了驱动系统送来需要显示的数据。

数据处理模块：最重要的模块，采用自适应算法中的最小均方差算法，处理外部输入的采样信号，主要有计算出输入信号的大小并量化为分贝大小，然后将处理后的数据送出显示，它还要通过分析输入的信号来控制数字电位器与功放的增益参数。

数字电位器模块：由于原噪声经过采集，放大电路之后相位幅度会有所变化，AVR单片机对采集到的信号计算出相位，频率，振幅之后通过设置pwm的占空比控制AD5277芯片的clk，控制移相器对噪声进行相应的移相工作。

压控增益模块： 从移相器电路接收到的信号幅度与噪声信号会有所偏差，AVR单片机经过计算，通过电压信号控制增益放大模块知道增益达到较好的效果，再将信号发送到功放通过扬声器将信号发送出去，由于扬声器传送的声音信号与距离平方成正比，所以扬声器需要放到与消噪区域一定距离的地方。

3.4 系统软件流程

从初始化开始，进行相应的复位与初始化系统，默认进入智能模式，进行噪声消除，所谓智能模式是指白天(7:00-21:00)当噪声大于50dB是就开始消除噪声，晚上(0:00-7:00&21:00-0∶00)当噪声大于30dB时就开始消除噪声，与智能模式相对的则是手动模式，该模式分为两个标准，高标准模式与低标准模式，其中高标准模式在噪声大于40时就开始消除噪声，低标准则是在噪声大于70时开始处理噪声。进入相应的模式后，就会按不同的标准来处理噪声。

显示主要是显示当前时间、当前环境的噪声大小及所选择的模式。

中断控制模块

当按键按下时，触发中断，在中断处理程序中，根据按键按下次数切换至相应模式，按下一次进入低标准模式，此时声音最高允许达到70dB，例如进行激烈讨论时，可切换至该模式;当按下两次时，切换至高标准模式，此时要求声音不高于40dB，适合环境要求较为安静的场合;当按键按下三次时，恢复为自动模式。

3.5 系统预计实现结果

上电之后初始化，复位工作正常，模式正常切换，单片机内部程序运行正常，计算数据误差在3%(可控范围)之内，移相器电路移相误差在5%范围之内，压控增益误差在可容许的范围之内，噪声消除可能消除的不会很彻底，会残留一部分能量较小的，还会有一点声音。系统总体功耗在可容许的范围之内。