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研究生:林庭屹
論文名稱:主動式噪音控制系統於入耳式耳機之研究
論文名稱(外文):The Study of Active Noise Control System for In-ear Earphones
指導教授:黃錦煌黃錦煌引用關係
指導教授(外文):J.H.huang
口試委員:方俊姜達銘
口試日期:2014-07-02
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:電聲碩士學位學程
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:101
中文關鍵詞:數位訊號處理自適應性演算法主動噪音控制系統轉移函數
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本文使用前饋式主動噪音控制原理,搭配自適應性演算法與數位訊號處理器晶片,將主動式噪音控制技術實踐於自行設計之入耳式耳機中。為驗證自適應性演算法之最佳化,文中利用數種演算法模擬語音結合噪音之結果,找出最佳的濾波器階數與收斂係數,並進行單頻與隨機噪音的實際量測。

為突破傳統雙麥克風之主動式噪音控制架構,本文提出改良式前饋主動式噪音控制系統。此系統主要是在前饋式適應性抗噪演算法架構上,整合了人耳配戴內耳式耳機之被動消噪轉移函數P(z)及內耳式耳機轉移函數S(z),即可省去了第二支誤差麥克風,而內部誤差訊號則由系統來預測獲得,並進行單頻與隨機噪音的實際量測。比較改良前饋式系統與前饋式系統,發現改良前饋主動式噪音控制系統可以達到與前饋主動式噪音控制系統有一樣的消噪效果,並可達成減少成本、控制空間、消除迴授等優點。
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 文獻回顧 3
1.4 本文架構 8

第二章 主動式噪音控制系統 10
2.1 噪音消除的基本原理 10
2.1.1 被動式噪音消除法 10
2.1.2 回授式主動控制系統(Feedback ANC System) 14
2.1.3 前饋式主動控制系統(Feedforward ANC System) 15
2.2 自適應性演算法 16
2.2.1 FIR濾波器與IIR濾波器 18
2.2.2 最小均方 (Least Mean Square, LMS) 演算法 19
2.2.3 正規化最小均方(Normalized Least mean square) 演算法 24
2.3 第二路徑影響 25
2.3.1 轉移函數 26
2.3.2 Filtered-X LMS (FXLMS)演算法 27
第三章 主動式噪音控制系統架構與量測環境 31
3.1 實驗設備 31
3.1.1 全無響室(Anechoic Chamber) 31
3.1.2 Brüel &; Kjær HATS人工頭與標準麥克風 34
3.1.3 Sound Check訊號分析軟體 36
3.2 DSP數位訊號處理器(TI 5535) 40
3.2.1 程式編譯軟體平台CCS(Code Composer Studio) 41
3.3 內耳式耳機與電容式麥克風 46
3.3.1 內耳式耳機 46
3.3.2 電容式麥克風 48
3.4 實驗ANC系統架構流程圖 50

第四章 實驗結果及討論 52
4.1演算法模擬結果 52
4.1.1 以Speech+Aircraft Noise測試三種演算法 53
4.1.2 以Speech +Train Noise測試三種演算法 55
4.1.3 不同音檔與演算法模擬 57
4.1.4 演算法收斂之平均 62
4.2前饋主動式噪音控制系統 64
4.2.1 以單頻訊號當噪音源 65
4.2.2 以隨機訊號當噪音源 65
4.3改良前饋主動式噪音控制系統 68
4.3.1 改良前饋主動式噪音控制系統 68
4.3.2 以單頻訊號當噪音源 76
4.3.3 以隨機訊號當噪音源 80
4.4結果及討論 81

第五章 結論與未來展望 83
5.1 結論 83
5.2 未來展望 84

參考文獻 86
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