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  • ANC中反馈回路次级通路不规则问题

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    反馈系统稳定性条件

    次级通路不规则

    反馈稳定性

    泄漏检测

    反馈系统稳定性条件

    次级通路随佩戴方式不同变化剧烈,导致泄漏问题,会产生降噪效果下降甚至啸叫问题。

    对于IMC结构,系统稳定的限制条件为:

     

     U(maxw)代表次级通路最大偏移量。

    对于单一频率,稳定性条件变为:

    次级通路不规则

    随着次级通路泄漏加剧,低频增益会明显下降。

    反馈稳定性

    反馈系统在高频和低频均存在稳定性风险。

    高频风险

    在大多数物理系统中,高频具有很强的不确定性,因为系统的微小变化就会引起高频较大的相位差。

    根据自适应收敛得到的反馈滤波器画出 | WUmax |:

     上图中,1200Hz以上已经不满足稳定性条件。高频风险可通过级联high shelf滤波器H来解决。如下图所示:

    high shelf起到放大高频的作用,经过自适应后的的滤波器W对应的高频增益就会降低。但1200Hz以下是ANC工作频段,则不可以这么处理。

    低频风险

    下图展示了次级通路完全塞紧G_tight和泄露G1时的 | W ( G_hat - G1) |(此时W已经经过high shelf级联):

    ideal:对于窄带信号,滤波器W将收敛于G_tight的逆

    casual:对于宽带信号,W将收敛于一个随机的G_tight的逆。

     当耳机佩戴变松,存在泄漏,绿线300Hz以下频率对应值大于1,存在不稳定风险。低频增益增加是因为,滤波器W需要补偿因泄漏而损失的低频增益。

     泄漏检测

    由于泄漏引起的主要风险在于低频,因此可以只检测低频。进一步,可以用直流增益检测,因为对于自适应收敛时的直流增益可以可以直接表示为:

    wl代表W滤波器第L阶系数,Umax(0)是300Hz以下的最大偏移。

     一旦上式不满足,W停止更新并重置为稳定的默认配置。

    参考:《Detection of Secondary-Path Irregularities in Active Noise Control Headphones》Markus Guldenschuh and Raymond de Callafon

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/keepthinking-go/p/14889404.html
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