基于FPGA的音頻信號處理(完整版)doc資料

于FPGA的音頻信處理（完整版）doc資料(::::T483-2:7:(3“FPGA”、納、震、統(tǒng)機械振、遙感測、故障診等眾多域都得廣泛用。對主要應數(shù)字,活方便現(xiàn)復雜任,到高精、高定性和機動性。隨數(shù)字益廣泛應現(xiàn)場可陣列FPGA(FieldProgrammableGate為代表ASIC件得到了速普和發(fā)展,件成度和度都高速增長。FPGA具有門陣列邏輯密度和可靠性又具有可邏輯器件用戶編性可以減少系維護風險,低產(chǎn)品本縮短期。目前,通多媒體猛發(fā)展都得益廣泛應用。是對攜式家用統(tǒng)而,一般芯片案并不想。首片成以及成本現(xiàn)階段仍然是比較高,其芯片成本,不及批量ASIC芯片本之低。其便式對要求十分刻,了一分DSP芯片使用而體正是ASIC芯片點之。本提出了一種硬件實方。采濾波和IIR波器算將高低部分離出來形左聲道,過耳機放大器輸出可直驅(qū)耳或源箱。、題研究背景國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀1數(shù)字信號處理大都采用DSP與現(xiàn)在方未艾移動通信多關(guān)鍵術(shù):術(shù),件無線電多用檢測等技都依靠性能的與來實。三數(shù)蜂通系和它興為的高能通信系如帶信、MPEG-4和視頻點播的速展對出許新的要。例如,的工作模的件無電決案所需最高算力每約即1600MIPS隨著超大模集電路術(shù)的發(fā)展,做得越越小,造線寬來越窄集成的體管越來多,鐘頻率來越高。軟件線電技的發(fā)和實取決于速集電路,與FPGA模數(shù)、數(shù)模技術(shù)發(fā)展況。了達到大的靈性,們希望在線輸入/出端和端模擬輸入/輸出接口進行模/變換(ADC和數(shù)/模變換DAC,與FPGA完成其間所有的理任務,只要更改下載件就以滿用戶要其最具戰(zhàn)性最重的部分是以與FPGA核心的時號理。2我國FPGA術(shù)和產(chǎn)品的究開發(fā)相對外落后我國在技術(shù)和產(chǎn)品的究開成績?nèi)?國技起步早基本上與國同步,在FPGA面的起較晚。國有所高等院校從事DSP與的教和研除了部分芯需要國外口外,信號處理論和算法面與外處同等平。在信處理和統(tǒng)方面有了喜人進展,在進與世界先進同樣的研究。二課題研究的意義1數(shù)字信號處理的良好用前景,,、體積縮小運提高益廣泛濾波組分,濾波概念濾波器相同,形式實濾波方式不同,得濾波器有比擬濾波器精高、穩(wěn)定、體積小、量輕、靈活、不求阻抗匹實擬濾波器無法實特殊濾波功能等特點濾波器可圖像識別、語音識別、通、雷達、智能、核等多2充分揮FPGA/CPLD優(yōu)波器實方法通常:(1采通計機統(tǒng)上加方法采通編程片實方;(3專DSP芯片法,通DSP片比這片相波法片實,需;通合即采法、法、時設(shè)計專濾波器;(5EDAFPGA/CPLD方法等上述幾方法,第(1法較慢般法擬第(2(5方法都來實濾波,比而第(2編較第(5方法快、低、3方強受到很濾器場,還進行雜,此求很高而滿足方求器實波除了面勢,開期短、安性能方面優(yōu)點3完利FPGA/CPLD波利音頻還沒簡有適,多停留論研究,利DSP芯基音靈運了波推動了波、課題研究內(nèi)容一研究的主要內(nèi)容數(shù)字濾波算法I2C線控音頻編/碼芯W(wǎng)M87313方的擴(1語音輸出控(2進行分析(3NiosII控制整體方1方案結(jié)構(gòu)框圖2.12主要方案選擇方案中器選公司CyII列FPGA中。CyIIFPGA是成本FPGA市場上得成之后,Altera公司推出低成本它低本密擴到68416邏輯單從而可以在成本上實現(xiàn)復雜字CyII列FPGA支持司II嵌入式軟核器。NiosII具有靈活可配特,且以非常容易地實現(xiàn)各種外設(shè)展。對并事務可以一個上放置多個NiosII軟核,大高也便多個同時進步快新發(fā)度在數(shù)CycloneII有明優(yōu)勢。II列FPGA可以內(nèi)置多達個18件乘法器,上大容量M4KRAM以及(2/WM8731//Wolfson24/WM873123;齊右包含麥克風耳機路和LLINEIN能以距在圍內(nèi)進節(jié),完成A/D換,進行波有效去流成分一路麥克風以在范圍內(nèi)進行節(jié)三路有單獨靜D/A換、路旁路及麥克風側(cè)路后加作以直驅(qū)動路(LOUT和ROUT,以耳機放大以驅(qū)動機和LHPOUT耳機大路增益以在圍內(nèi)1dB距行三課題研究重難點及項究鍵在波算法I2C總議扎論識是成設(shè)只有I2C總議才/WM8731決上題課上查相關(guān)料,認真學習論識、以及查看已有相關(guān)程從而利施湖汽工學畢設(shè)（題報）（）課題研究目項目究標：計臺，能夠節(jié)段，量分，產(chǎn)生各，行譜分析以顯示能（五）預成形、論文發(fā)表基文、產(chǎn)品研究研究產(chǎn)品移植并試設(shè)備要備三、研究1案選取通過對所選芯片特性選取合適算和控制2實際制作并將結(jié)合二關(guān)鍵1數(shù)濾器設(shè)；、程；3GA控；四、基礎(chǔ)已有關(guān)果可考已發(fā)表關(guān)文件北汽車工業(yè)院子信息學創(chuàng)實五、進度安排：年3月集料確；程序設(shè)計年4序化計5?830

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AHP,,,,,但是如何服抖個是下將要根(將A換Fuzzy擬R1R=10.0101.751得知,具稱遞R是,根據(jù)該Fuzzy如3示,得個

,,x4是:x3:x4據(jù),如x3該

{,,,x4}AHP(783:[1]SaatyTL.Thehierarchyprocess[M]New:McGraw2Hill1980.[2]KazuyukiSekitaniYamakiAlogicaleigenvalueinAHP[].ofOperations,Japan,199942(2[3]SaatyTDecision2makingwhyistheeigen2].JournalofResearch200314591.]Ming2zhe.stabilityanalysisofjudgmentmatrix[M],Bali,2003.[5].[M].2002.[6].[M].:,1999.

,SonarNavig.1999(23

cellularcapacity[D]TheInstituteandStateUniversity[12]BWJnoiseusingfractionalorder(FLOS[J]Proc199943:340-342.[]—[M]:[].

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。在1中安裝光學檢偏,整使得兩角度相90°,得到的2路光學信號同時傳輸?shù)叫盘柼幚砟?,令式(分為45°135°,互直,得到:J1Jisinθa1Ji(1+sin202=a2Jisin2(135°+θ=a2Jcos2(45°+θa2Jisin2θ(6從式(2出,和時,收到對θ最靈敏,是分別為45°和。而表式5(6潔,理也比較簡單。當a1=a式(5(6相減后再除2式和直得:J2但因檢器度可安十準所式(必然角度差ΔΔ衰減數(shù)也[可以時測,校為相同。可認為a2=a,慮角誤差所得到正交雙J01=a1JiΔφ1+a1Ji(2Δθ"(8J02=a2Jsin2(135°+φ2+=a2Ji×cos2(45°+Δθ=12ai×!(1-(2φ2+2θ"(9(8(9201--sin(2Δφ2+2θ2+sin(2Δθ+sinΔφ2+2θ=cosΔφ1-φ2sinΔφ1+φ2+2θ1+sinΔ-Δφ2cos(Δφ1+φ2+2θ(10Δφ1,Δφ2,ΔΔ、方向趨同,J01+J02≈sin(ΔΔφ2+2θcos(ΔΔφ2(11中了θ外都已知量,反三函數(shù)泰勒級數(shù)開,導線電流Iθ,必須考ΔΔφ2影響u01+J02,換,程:sinΔφ1+Δφ2+2=u(Δφ1Δφ21+sinΔ-Δφ21-u2利用反函數(shù)11階勒級數(shù)開準求θθ=12arcsin!ucos(Δ-φ21+sin(Δφ1-Δφ212$"(Δφ1+Δφ2(13,(1(13,非性,a1,a2,Δφ1,等參數(shù)量以及噪聲干擾等因素影,與值存過精心調(diào)整路各參及數(shù)字信處方可以把降低允許范圍方法不需采用模擬濾波或字濾因此,暫態(tài)信號具有性響力3交雙路MOCT暫態(tài)信號處正交雙路MOCT所受部擾動含力暫和內(nèi)部噪影,采集號暫態(tài)信號噪聲信號疊加噪聲號存所量信值存圖普通結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2ArchitectureofMOCT源MOCT26;,,(3、2分組成通過,主要通過速數(shù)字器部分包去與基小解重[7](t!L(Rj+1(k=!mh0(m-2kjj+1(k=!mh1(m-2kjj;dj(k0,h;j;N。構(gòu)程程逆相應重構(gòu)Cj(kΦJ,k(tJ!kdj(kψj,k(t小波的多分辨率分析特性能將信號在不同尺度下作多分辨率分解并將交織在一起的各種不同頻率組成的混合信號分解成不同頻段的子信號因而對信號具有按頻帶處理的能力。一般,聲信號多包含在具有較高頻率的細節(jié)中,而利用門限閾值等形式對所分解的小波系數(shù)處理后,對信號重構(gòu)即可達到對信號的消噪目的。應用小波分解與重構(gòu)的方法去噪具體步驟是據(jù)需要,含有噪聲信號在某一尺度下分解到不同的頻帶內(nèi),后再將噪聲所處的頻帶作閾值量化,后通過小波重構(gòu)達到去噪的目的。電力故障信號一般都屬于暫態(tài)信號,暫態(tài)信號又屬于非平穩(wěn)的突變信號,此對電力故障的實時檢測,為對電力暫態(tài)信號的實時檢測。由于小波變換的模極大值在多尺度上表信號的突變暫態(tài)特[8],小極,在內(nèi)不的在一,因多尺度分小有通故的時,暫態(tài)檢3.3交MOCT信MOCT方3用的數(shù)包高變換高信處理(DSP。高信、除高噪聲的影響及減少信處理的遲延用樣AD轉(zhuǎn)換的樣率為1MHz。數(shù)號先經(jīng)平均波在濾除噪聲的同時,率降低為,一處理相于把位數(shù)高16位。,DSP22求、系償保護輸滿足從故發(fā)護遲小10ms在DSP驗平上驗證圖是利正交雙MOCT系,含暫電驟噪與檢測基仿真結(jié)果(為樣數(shù)蘇變玲,:基交纖流感暫態(tài)第2(圖交雙MOCT統(tǒng)對電力降結(jié)Fig.4Processingresultofelectricsignalbyquadraturedual-pathMOCT(b去噪力驟un系數(shù)dn含電驟n3交路MOCT號處理系實驗方案ofadraturedual-pathMOCT光源MOCT檢偏光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換模擬放大擬大高速采樣速樣平滑平滑濾波濾波運算處理光纖光纖光纖保護出量輸4MOCT監(jiān)控電中傳輸電。此MOCT系統(tǒng)不是波的方法得到直流而是直接包含的息進行,到偏角度,而得導流值,而對暫態(tài)故的響應十分想,現(xiàn)有MOCT統(tǒng)的響應度大大提,外由小波變具有良好的去噪和實時性能,此此方法保護輸和計出的精度均能滿足實際應要,有精確的計出,時又具有實檢故障的保護功能?？?[1]李,凱利纖術(shù)電[].電力系統(tǒng)動化1998,22(15:40-42.LIFu-ying,WANGofwithoptictechnology[J].Automationof的應[J].漢大學報:息科學57-62.YIBen-shun.ResearchdevelopmentforpowersystemsandScienceof,2002,27(1:57-62.[3]YIBSBCYB.SimultaneouscurrentmeasurementbydifferentFaradayelementsin[J,1999(3740:505-508.[4]YIBSBC,CHIANGKS.Newofopticalelectriccurrentsensorforsensitivityimprovement].IEEE,2000,49(2:418-423.[5],,.].,LIQing,F