[發明專利]基于MAX262和FPGA的嘯叫檢測抑制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201410831312.7
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104703094A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 張秀再;陳彭鑫;吳華娟;趙益波
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00;H04R3/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域

本發明涉及一種自動檢測領域，特別涉及一種基于MAX262和FPGA的嘯叫檢測抑制系統及其控制方法。

背景技術

在眾多話筒拾音的擴聲系統中，都有嘯叫的可能，話筒嘯叫會對擴聲系統產生很大的危害。嘯叫即聲音信號的自激振蕩，揚聲器播放的聲音經障礙物反射后又疊加在麥克風上，麥克風則將反射回來的聲音信號再通過揚聲器播放出去，這樣周而復始的疊加便會產生刺耳的尖叫聲，這就是聲音信號正反饋所導致的自激振蕩，用示波器觀察，嘯叫聲的波形為“頻率穩定，幅度穩定的正弦波”，且麥克風和揚聲器的距離越近，越容易產生嘯叫，嘯叫的幅度也越大。自激振蕩時，功率放大器會產生很大的功率輸出，可能超出擴聲設備的承受范圍，燒壞功率放大器和發聲設備。

目前，國內主流的嘯叫檢測與抑制途徑是通過調音臺、均衡器和移頻器，由專業的調音師手動逐漸加大音量來找嘯叫點，找到之后再通過均衡器消除。如果擴聲系統是雙聲道系統，則需要調音師先關閉一個通道，調節另一個通道的嘯叫點；調好一個通道后，關閉此通道，按照同樣方法去調節另一個通道；兩邊都調好之后，還需要將兩個通道同時推起來再檢查是否還有其他的嘯叫點，若有則仍然通過均衡器消除。

發明內容

本發明的目的是為解決上述問題，提供了一種基于MAX262和FPGA的嘯叫檢測抑制系統及其控制方法。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于MAX262和FPGA的嘯叫檢測抑制系統，包括嘯叫檢測電路、嘯叫抑制電路以及繼電器切換電路，所述的嘯叫檢測電路包括頻率檢測部分以及幅度檢測部分，其中頻率檢測部分實時監測聲音信號的頻率，其包括LM339比較器以及FPGA，LM339比較器的輸出端與FPGA相連接，所述的幅度檢測部分包括峰值檢波芯片AD637以及模數轉換芯片ADS1118，峰值檢波芯片AD637與模數轉換芯片ADS1118相連，模數轉換芯片ADS1118與FPGA的I/O口相連，信號經峰值檢波芯片AD637后通過模數轉換芯片ADS1118將輸出的模擬電壓量轉換成數字電壓量，再將數字電壓量送給FPGA的I/O口；所述的嘯叫抑制電路包括兩個CMOS雙二階通用開關電容有源濾波器MAX262，在每片MAX262的兩個濾波通道后各加上一個0.1μF的隔直電容，MAX262與FPGA相連，通過FPGA來提供精確的外部時鐘；所述的繼電器切換電路包括繼電器、三極管S9013，其中，三極管S9013的基極連接FPGA的I/O口，集電極連接繼電器，發射極接地。

本發明還公開了一種基于MAX262和FPGA的嘯叫檢測抑制系統的控制方法，包括如下步驟：

(1)、信號通過比較器整形為矩形波。特別的，嘯叫時的波形被整形為占空比為50％的方波；

(2)、FPGA在固定時間內對其計數便可得到矩形波或方波的頻率；

(3)、信號通過AD637峰值檢測電路得到聲音信號的幅度；

(4)、通過FPGA通過對嘯叫信號進行頻率檢測和幅度檢測；

(5)、判斷頻率和幅度是否同時穩定下來，若在較短時間段內，頻率和幅度同時穩定下來，則判定產生嘯叫；

(6)、FPGA根據是否產生嘯叫來控制繼電器切換電路進行切換成無嘯叫通路或者嘯叫抑制電路；

(7)、若繼電器切換電路進行切換成有嘯叫抑制電路，則嘯叫抑制電路接通；

(8)、嘯叫檢測電路檢測到一個“主嘯叫頻率點”，此頻率點的開環放大倍數最大，最先浮現；

(9)、然后FPGA將MAX262的第一級濾波通道配置為窄帶陷波器，中心頻率設置為所檢測到的主嘯叫頻率，并將第二、三、四級濾波通道配置為全通濾波器，即移相器；

(10)、抑制完主嘯叫頻率點之后，嘯叫檢測電路繼續監測是否存在“次嘯叫頻率點”，此頻率點的開環放大倍數較小，沒有最先浮現，若存在，則再次啟用FPGA，將第二級濾波通道配置為窄帶濾波器，中心頻率設置為所檢測到的次嘯叫頻率；

(11)、系統繼續監測是否存在第三個和第四個嘯叫頻率點，來確定如何配置第三、四濾波通道。