防爆電話的數字抗噪聲處理技術

一種基于專用DSP芯片，采用獨特的軟件抗噪聲算法的數字 抗噪聲模塊，實現了在120分貝噪聲環境中話音的清晰度不小于98。此模塊已成功應用于我國航天機載通訊設備及工業防 爆擴音廣播呼叫系統。

概 述:

國內目前第三代抗噪聲產品是利用動態降噪(DNR)技術。DNR技術是通過變化的話音峰值動態地調節輸出話音開關，從而達到降噪的目的。它雖然是目前較好的一種抗噪聲模擬處理技術，但存在一些局限性，包括輕符音掉字和強音噪聲拖尾；降噪效果偏重于低頻；降噪完全采用硬件電路實現，調試和維修比較麻煩等問題。由于存在這些問題，致使模擬DNR降噪產品的大量推廣應用受到限制。隨著數字信號處理技術的迅速發展，以數字信號處理器及其相關算法為技術支撐的數字抗噪聲技術的產品不斷涌現。替代了DNR模擬降噪技術產品。數字抗噪聲技術就是應用現代數字信號處理(DSP)技術及其高速實時處理運算的特性，采用相應的軟件算法，對高噪聲環境中的話音和噪音進行處理，完成高噪聲環境中的語音通信功能。

本數字降噪模塊的性能優點包括：

a) 軟件采用自適應濾波算法，數字抗噪聲處理器對噪聲的抑制量一般在50分貝以上，而且出話音平穩，無漏字和噪聲拖尾現象。

b) 數字抗噪聲處理器在整個話音頻帶內(300～3000Hz)降噪量均衡。

c) 數字抗噪聲處理器可通過改變軟件算法滿足不同的抗噪聲要求，便于產品升級換代。

d)硬件成本比模擬DNR產品更低。

e)采用軟件加密技術，產品不易被侵權、仿造，有利于保護生產廠家的利益。

主要指標要求及總體設計方案

數字抗噪聲處理模塊主要用于航天機載通訊終端設備及工業擴音廣播呼叫系統等高噪聲環境中的通訊聯絡，如擴音廣播呼叫話站、電話機、送受話器、呼叫設備。其送話頻率范圍為300～3400Hz,平坦度不大于2dB。降噪性能為：模塊輸入端加入3mV、2秒斷續的正弦波信號(頻率依次為300Hz、700Hz、1000Hz、1500Hz、2000Hz、2500Hz、3000Hz)與加入3mV、120dB持續的白噪聲信號時，模塊輸出電平之差不小于50dB。

首先要選用一款合適的DSP器件。要求具有低功耗、高速數據運算和吞吐能力(40 MIPS以上)，內含A/ D、D/ A、Flash閃存(16KB)。然后建立有效的噪聲模型，設計自適應濾波結構及其相關軟件算法。接下來設計數字抗噪聲處理器的電磁兼容性(EMC)，選用能適應120dB環境噪聲的抗噪聲送話器器件。DSP硬件與相關軟件算法結合，使數字抗噪聲處理器在120dB高噪聲環境下，達到話音清晰度不小于98。