LabVIEW开发自适应降噪ANC

LabVIEW开发自适应降噪ANC

在许多情况下，信号很嘈杂，必须消除噪声。自适应降噪（ANC）是可用于消除信号噪声的主要实时方法之一。可以使用LabVIEW自适应滤滤器工具包来设计ANC应用程序。本文介绍使用自适应筛选器工具包的ANC的一些实际示例。

ANC应用程序使用自适应过滤器，这些过滤器的系数会根据特定标准自动调整。通过一些最小均方（LMS）、归一化LMS和递归最小二乘法（RLS）等方法，使用自适应滤波器来执行噪声消除、回声消除。

项目采用LabVIEW图形化开发环境和Compact RIO硬件执行实时自适应降噪。典型的自适应降噪系统如下图所示。

其中s（n）是需要获取的飞行员的声音

v（n），v1（n）和v2（n）表示喷气发动机噪声

y（n）是输出信号

e（n）是结果信号

飞机内部的飞行员与地面控制塔之间的通信通常受到喷气发动机噪音的污染。不能获取有效声音。只能获得s（n）+v1（n），从s（n）+v1（n）删除v1（n），可以使用自适应过滤器。

首先，必须使用传感器来仅获取喷气发动机噪声v2（n），并将此信号送到自适应滤波器。如果s（n）与喷气发动机噪声v（n）不相关，并且v1（n）和v2（n）与V（N）高度相关，通过迭代调整自适应滤波器的系数，噪声消除系统可以估计喷气发动机噪声v1（n）。当输出信号y（n）接近v1（n），系统可以消除发动机噪音。e（n）表示接近s（n）的结果信号。

使用不同的NI平台来部署实时ANC应用程序。这些平台包括台式计算机、笔记本电脑、LabVIEW Real-Time终端和LabVIEW FPGA终端。下图显示了在台式计算机和LabVIEW Real-Time终端上使用LabVIEW和Adaptive Filter Toolkit编程ANC应用程序的常用方法。

在这些平台上，使用NI4461或NI4472动态信号采集设备来采集数据，因为这两款设备都具有PCI和PXI接口。

可以使用LabVIEW自适应滤波工具包、LabVIEW FPGA模块和NI Compact RIO平台来实现实时ANC系统。

LabVIEWFPGA模块的IP发生器提供了一种生成定点LMS自适应滤波器，以在FPGA上运行的方法。下图显示了定点LMS自适应滤波器的配置对话框。可以在此配置对话框中指定参数。

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FXPLMS VI自动生成，因此只需对如何控制整个ANC过程进行编程。在cRIO-9104 FPGA上运行的框图如下所示。

自适应降噪在当今的降噪应用中很有用。通过使用LabVIEW自适应过滤器工具包，您可以根据不同的需求在台式计算机、实时终端和FPGA平台上部署实时ANC应用程序。

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