一种基于主动降噪技术的脉冲噪声和冲击波防护装置，其特征在于：包括FPGA模块、DSP噪音处理模块、AD采样模块、DA输出模块、音频信号预处理模块、音频输出信号放大模块、DDR内存模块、电源模块、复位模块。该装置可以确保高噪声环境下人员的身心健康，有效降低故障和事故发生率，确保工作质量和安全。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于主动降噪
，具体地说，涉及一种基于主动降噪技术的脉冲噪声和冲击波防护装置。
技术介绍
军队及部分军工企业、重工业单位作业人员长期在高温、低温、有害气体、电磁辐射、脉冲噪声和冲击波等有害环境下作业，其中脉冲噪声和冲击波对人体危害犹为严重，经过测试，常规武器射击时脉冲噪声和冲击波峰值一般超过180dB，由其引发的爆震性耳聋是军队常见职业病之一，且由于脉冲噪声和冲击波的影响，军队及部分重工业单位从业人员心肺血管系统、呼吸系统及视力与嗅觉均有不同程度的损伤。由于国内缺乏有效脉冲噪声和冲击波防护装置，从业人员长期处于无防护保护或单纯靠“堵耳朵”进行抗噪的低水平防护模式，经听力检测，部分行业人员听力损伤严重，军队某团级单位爆震性耳聋发生率达15.8%，部分人员存在语言交流障碍，心血管及呼吸系统疾病发病率高，职业伤残率较高。现有技术一的技术方案石家庄军械学院利用小波降噪技术研制了一款无线通讯降噪耳罩，在200dB稳态噪声环境条件下，语音通话效果较好。现有技术一的缺点(I)该方法一般用于稳态噪声降噪；(2)对应噪声频段较窄，不能覆盖绝大多数武器装备射击时的噪声频段范围。现有技术二的技术方案武汉科技学院在保留语音信号的基础上通过数字信号处理技术过滤噪声，采用减谱法增强语音信号的方法对噪声频谱进行降低，在简单实现实时信号处理的基础上快速降低稳态噪声频率，同时又不会造成语音信号部分频谱的损失。现有技术二的缺点(I)该方法一般用于稳态噪声降噪；(2)该方法降噪量较少，不能满足军队射击时降噪要求。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种基于主动降噪技术的脉冲噪声和冲击波防护装置，ANC:Active Noise Cancellat1n，主动噪声抵消。该装置可以确保高噪声环境下人员的身心健康，有效降低故障和事故发生率，确保工作质量和安全。其技术方案如下:—种基于主动降噪技术的脉冲噪声和冲击波防护装置，包括FPGA模块、DSP噪音处理模块、AD采样模块、DA输出模块、音频信号预处理模块、音频输出信号放大模块、DDR内存模块、电源模块、复位模块。优选地，信号预处理模块包括音频信号低通滤波器、反混叠滤波器，音频输出信号放大模块为扬声器驱动电路。本专利技术的有益效果:声音信号在被麦克风采集之后，经过低通滤波和反混叠滤波，仅保留了人耳能感知频段的音频数据，经过500KHZ高速AD采样得到音频数据送至内存，DSP读取音频数据则以15KHz的频率读取(下采样)。DSP对采集来的音频数据的处理核心算法为最小均方误差算法，保证了对初级声源信号的有效预测和拟合，并将拟合后的数据以15KHz的频率输出至DDR内存，由FPGA做DA转换并输出至音频输出信号放大模块，作为最后扬声器输出的次级声源，与初级声源抵消达到主动降噪效果。本专利技术特有的音频信号预处理保证了最终采集和处理的音频数据为人耳能感知的音频频段，且考虑到应用场合主要噪声频段集中在低频段(5KHz左右)，滤除了不必要关心的频段信号。本专利技术中，FPGA负责AD和DA转换，将DSP彻底解放，大大提高了算法执行效率，降低了程序执行时间，从另一方面保证了低延迟，降低了由于音频信号拟合不准确带来的降噪误差。【附图说明】图1是基于主动降噪技术的脉冲噪声和冲击波防护装置图。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术的技术方案作进一步详细地说明。参照图1，本专利技术包括1、FPGA模块11、AD采样模块12、DA输出模块2、DSP噪音处理模块3、DDR内存模块4、复位模块5、电源模块6、信号预处理模块7、音频输出信号放大模块。声音信号在被麦克风采集之后，经过低通滤波和反混叠滤波，仅保留了人耳能感知频段的音频数据，经过500KHZ高速AD采样得到音频数据送至内存，DSP读取音频数据则以15KHz的频率读取(下采样)。DSP对采集来的音频数据的处理核心算法为最小均方误差算法，保证了对初级声源信号的有效预测和拟合，并将拟合后的数据以15KHz的频率输出至DDR内存，由FPGA做DA转换并输出至音频输出信号放大模块，作为最后扬声器输出的次级声源，与初级声源抵消达到主动降噪效果。以上所述，仅为本专利技术较佳的【具体实施方式】，本专利技术的保护范围不限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本专利技术的保护范围内。【主权项】1.一种基于主动降噪技术的脉冲噪声和冲击波防护装置，其特征在于:包括FPGA模块、DSP噪音处理模块、AD采样模块、DA输出模块、音频信号预处理模块、音频输出信号放大模块、DDR内存模块、电源模块、复位模块。2.根据权利要求1所述的基于主动降噪技术的脉冲噪声和冲击波防护装置，其特征在于:信号预处理模块包括音频信号低通滤波器、反混叠滤波器。3.根据权利要求1所述的基于主动降噪技术的脉冲噪声和冲击波防护装置，其特征在于:音频输出信号放大模块为扬声器驱动电路。【专利摘要】一种基于主动降噪技术的脉冲噪声和冲击波防护装置，其特征在于：包括FPGA模块、DSP噪音处理模块、AD采样模块、DA输出模块、音频信号预处理模块、音频输出信号放大模块、DDR内存模块、电源模块、复位模块。该装置可以确保高噪声环境下人员的身心健康，有效降低故障和事故发生率，确保工作质量和安全。【IPC分类】H04R3-00【公开号】CN104768102【申请号】CN201510059957【专利技术人】张俊斌 【申请人】张俊斌, 徐酉亮, 马力【公开日】2015年7月8日【申请日】2015年2月5日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于主动降噪技术的脉冲噪声和冲击波防护装置，其特征在于：包括FPGA模块、DSP噪音处理模块、AD采样模块、DA输出模块、音频信号预处理模块、音频输出信号放大模块、DDR内存模块、电源模块、复位模块。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张俊斌，
申请(专利权)人：张俊斌，徐酉亮，马力，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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