基于DSP的语音信号处理系统中的抗干扰技术

技术分类: 微处理器与DSP  | 2008-03-06
来源:国外电子元器件 | 作者:俞斌 贾雅琼

  (5)利用硬件看门狗功能提高系统的抗干扰能力。由专用器件MAX692构成的看门狗电路如图3所示,系统所用外围元件少。MAX692是微系统监控电路,具有后备电池切换、掉电判别、看门狗监控等功能。其中WDI是看门狗检测输入端,接到DSP的一个专用I/O口或一个总线口上。RESET是复位信号输出端,接DSP的复位端RST。MAX692的WDI定时周期为1.6 s,复位脉冲宽度是200 ms。如果WDI保持高或低超过“看门狗”定时周期(1.6 s),RESET端将产生宽200 ms(最小140 ms)的负脉冲使DSP复位。

由专用器件MAX692构成的看门狗电路

  3.3 软件抗干扰技术

  利用软件也可以提高DSP语音处理系统的抗干扰能力。主要有:

  ①利用数字滤波器来滤除干扰;

  ②采用软件看门狗、多次采样技术、定时刷新输出口等技术来抑制干扰。

  下面主要介绍数字滤波器在本系统中的应用。

  数字滤波器(DF)对语音信号的处理过程如图4所示。语音信号首先经过采样/保持电路(S/H),送至模/数转换器(ADC)转换成数字量,然后通过数字滤波器滤除其中的干扰信号,最后通过数/模转换器(DAC)获得语音信号输出。

数字滤波器

  根据所用数学模型的不同,数字滤波器可分为两大类:一类是递归型滤波器,其特点是滤波器的输出不仅与输入信号有关,而且还与过去的输出值有关;另一类是非递归型滤波器(如一阶、二阶低通滤波器),其特征是滤波器的输出仅与输入信号有关,而与过去的输出值无关。本系统使用的是递归型滤波器。

  设数字滤波器的输入信号为X(n),输出信号为Y(n),则输入序列和输出序列之间的关系可用差分方程表示为:

公式

  上式中,输入信号X(n)可以是语音信号经采样和ADC转换后得到的数字序列,也可以是计算机的输出信号;ak和bk均为系数,通过设置ak和bk可将DF设计成需要的带通滤波器。

  数字滤波器的软件设计方法有:程序判断滤波法(限幅滤波法)、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、防脉冲干扰平均滤波法、一阶之后滤波法等6种方法。根据需要,本系统选择程序判断滤波法,设计流程如图5所示。

程序判断滤波法的设计流程

  4 结束语

  实验证明:以上抗干扰方法在基于DSP的语音信号处理系统中能够充分抑制来自系统外的干扰,有效地提高系统的抗干扰能力和可靠性。

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