实验二啸叫检测与抑制系统.docx

啸 叫 检 测 与 抑 制 系
、
实验目的
1、
认识扩音系统中的啸叫现象;
2、
了解啸叫产生的条件；
3、
分析啸叫信号的频谱；
4、
掌握啸叫信号检测的方法；
5、
掌握啸叫抑制的原理；
6、
实现啸叫抑制。
、
实验设备
1、
音频功率放大系统；
2、
录音机；
3、
计算机；
4、
matlab软件
三、实验内容
1、 认识啸叫及其危害
声反馈现象在日常生活中非常常见。在多动能报告厅， KTV等同时岀现扬声器和麦克风的场合，由
于扬声器和麦克风之间存在电声耦合，必然会导致声反馈现象的产生。声反馈会在反馈回路中产生再生混 响，使讲话、唱歌的声音严重失真，音质受到破坏 ，清晰度大大降低。严重时甚至会产生自激啸叫，限
制扩声系统传声增益的提升，使整个系统的正常工作受到影响。还可能会烧毁系统放大器、扬声器中的高 音单元，甚至会对人的听力造成损伤。所以，在应用到扩声系统的场合，啸叫的检测和抑制非常重要。
2、 啸叫信号产生的原理
声音信号首先从麦克风拾入，经过扩声系统的功率放大器放大后由扬声器送岀，经过各种障碍物的 多次反射后，又被麦克风拾入，从而形成一个闭合环路。如果传声器对某些频点的拾音灵敏度过高，导致 声音在这些频点的增益是正值，就形成了一个正反馈过程，声音信号经过多次反复循环放大后，在某些频 点的声音强度超过一定的增益上限，就会发生自激振荡，从而产生啸叫。
图1声反馈原理图
啸叫的产生必须同时具备以下三个条件：
扬声器和拾音设备(麦克风)要处于同一声场中，从而保证扬声器输岀的信号能被拾音设备再 度采集，形成正反馈；
拾音设备的拾音灵敏度高，系统的传声增益大；
声场存在缺陷共振，即扩声系统的频谱特性不平坦，在某些频点上容易出现共振。
3、 啸叫信号的特征
为了检测和抑制啸叫信号，需要对啸叫信号的基本特性做一定的分析，对啸叫信号在时域和频域上 进行分析，最终得出以下结论：
啸叫信号的时域波形是一个频率恒定的正弦波，其幅值随着时间的增加迅速增大，直到超出了功放 放大区，进入饱和区和截止区时，产生削波现象，如图 2所示。
啸叫信号的频谱图中存在单一的，并且固定不变的啸叫频率点，并且啸叫频率点对应的幅值远远大 于语音信号中其他频率点的幅值，如图 2所示。
图2啸叫时时域波形
图3啸叫时频域波形
该实验要做的主要工作就是在声反馈建立的初期，在尽可能少的时间内检测出啸叫对应的的频率 点，并设计相应的陷波器将其抑制掉，保证系统工作在正常的线性放大区，预防谐波信号的产生
4、啸叫抑制的方法及原理
对啸叫的抑制方法大体上分为被动型预防和主动型控制两大类。被动型预防是根据声场特性，从扩 声系统的系统设计、设备选型、声场布局以及声场调整等环节着手做好预防啸叫的工作；主动型控制力求 在控制啸叫的同时提高扩声系统的传声增益。主要有以下几种方法：
基于建筑声学特性
在音响界，最初解决回声啸叫的办法是通过降低扩声系统的增益来确保系统的稳定工作，但是，这 样就无法完全满足扩声音量的需要。所以，工程技术人员开始在室内建筑声学、结构声学以及室内装饰装 修方面下功夫，来解决声反馈问题和啸叫现象。但是，这种方法只是被动地抑制啸叫，造价及施工难度太 大，不具有普遍推广意义。
(2)均