[其他]反馈声抵消器

说明书

本项发明应用于会堂扩声方面，属于自适应电声信号处理的技术范畴。

所谓反馈声抵消器就是利用人为制造的“反馈声”与实际的反馈声相抵消。而现有的技术是：

1、减少扬声器和传声器之间的直接传输，其中：

（1）利用指向性传声器及声柱

（2）合理布置两者的位置、方向

此种方法受原建筑设计的限制很大，而且提高的声压仅为5～6db。

2、减少扬声和传声器之间的间接传输，包括：

（1）采用吸音材料

（2）切除绕射严重的低频段

（3）降低混响时间

此种方法比较消极。

3、改善传输响应的不规则性

由于原声和反馈声及反射声的合成波呈梳状频率特性;所以在峰值处最容易振鸣，为了消除这一现象需要12～25个均衡器，故此法很繁。这就是传统的办法。

4、移频法

移频是通过将全部信号平移几～十几赫兹，使得梳状频响的峰谷点交替地改变，从而改善了频响的不均匀性，此法可提高声压8db。不足的是频移使得音乐信号产生失真，尤其在低频段，而且对直达的反馈声不能抑制。尽管如此移频法在目前仍是较为有效的方法。

5、调相法

随时间不停地调节信号的相位（调制的频率为赫兹）同样也可以改善频响的不均匀性，此法失真较小，可用于音乐，且有“列斯丽效应”，但改善的程度较少，只提高声压约4db。（摘自沈＜声反馈和它的抑制＞电声技术82年第一期第33页）

综上所述;现有技术的缺点是：

（1）依赖于房屋建筑设计

（2）受声场的限制（相对位置、方向）

（3）改善的程度有限

（4）带来失真干扰

（5）设计、布置、调整费时费力

本发明采用的技术方案完全不同于上述的方法，而是从原声与反馈声的分离入手，采用相关检测技术和近年来兴起的自适应滤波技术。

本发明的目的旨在彻底消除声反馈及其带来的振鸣与干扰。

本发明的依据是：

（1）以原声与反馈声之间的差别作为区分识别两者的客观基础。

（2）由于原声与反馈声在空气中是线性迭加的，故可用线性相减的方法消除反馈声。

反馈声抵消的方法是，通过相关运算获得各次反馈声的有关参数，并用这些参数制造出一个“伪反馈声”信号，用此信号作为自适应滤波器的参考信号源，使反馈声与“伪反馈声”在滤波器中逐次逼近，最终实现抵消。如图示。

本方法的优点是：

（1）反馈声消除比较彻底，可达30～40db。（移频法约为10db，移相法约为4db）

（2）不依赖于建筑设计

（3）不受声场布置的限制

（4）不仅可以消除振鸣，还能改善音质。（消除再生干扰，染色效应）

（5）无须人工调整能自动进入最佳工作状态，尤其适合于经常变换的环境

（6）可以和现有的扩声系统“兼容”

（7）可以推广到长途通信、会议电话等方面

附图说明：

α为延迟线中每个环节的延时

W为自适应滤波器的加权向量

∑为求和

-为相减

为滤波器

＞为放大器

A/D为模数转换

D/A为数模转换

为扬声器

P为传声器

如图所示，将输入输出的相关部份进行分析，得出最佳时延和比例系数，再进行相减，并在相减中不断地调整，直到完全抵消为止。

实施的最好方式是：

采用RAM做为延迟线，以利用其高集成度，但须注意存取速度，在无反馈声处可不设取数指针。

为减少运算次数，采用FFT求相关算法。

为了防止误判，在相关函数出现极大值时，还要看各自的导数的相关函数是否也出现极大值，用模糊数学的定义来综合判定。

自动调试时切断扩声主通道，送入一伪随机信号，使自相关运算变成为互相关运算。

在测试时以降低速度换取抵消精度，工作时则以牺牲精度保证速度，相关周期取30～50ms。

运算器最好由硬件实现，以获得高速度。

由于相关函数的极大值附近会有“振铃”现象，所以在判定时还需和邻近的极大值进行比较。

收敛最好设计成速度可变的，按最小乘法收敛。

为消除因“抵消过程”而产生的附加干扰，另外加一个递归滤波器。

为了加快收敛速速应选用格式滤波器。

反馈系数的频响不是直线，所以要加补偿。补偿由自适应滤波器兼完成。