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基于TMS320VC5509A的指向性扬声器的设计

作　者: 田祥娥
导　师: 赵洪亮
学　校: 山东科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 参量阵扬声器非线性解调信号预处理乒乓缓存结构
分类号: TN643
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

指向性扬声器是一种新型扬声器,可以向一定区域发射声音而不对其它区域产生干扰,具有声音集中、方向性好、传播距离远等优点,在汽车、飞机、展览馆、商场、银行提款机等需要限制声音传播区域或保密的场合具有广阔应用前景,因此近年来成为研究热点。目前指向性扬声器多采用模拟电路设计,精度、稳定性较差,设计周期长。针对这种情况,本文采用16位定点DSP芯片为核心,设计了一个先进的指向性扬声器实验系统。所做工作主要有以下几方面：对指向性扬声器的信号处理理论进行了系统性的研究,在此基础上,针对16位定点处理器的特点,设计了一套完整的信号处理算法,其中关键的有幅度调制算法、预处理算法和载波信号生成算法。以TI公司的16位DSP芯片TMS320VC5509A为核心,给出了指向性扬声器实验系统的硬件设计方案,主要模块有：VC5509A最小系统、A/D模块、D/A模块、超声功放、超声换能器阵列等。给出了完整的软件设计,主要模块有：主程序设计、定时器中断子程序、A/D初始化子程序、DMA中断子程序和信号预处理子程序。软件设计中使用双采样率和乒乓缓存结构。双采样率可以在满足信号处理要求的基础上大大减少计算量,提高系统的实时性。乒乓缓存结构使系统在读取数据的同时进行信号处理,为信号处理提供更多的时间,便于复杂信号处理算法的实现。本文所设计的指向性扬声器实验系统可以灵活实现复杂的数字信号处理算法、精确生成载波信号,系统具有较高的稳定性、可靠性和精度。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
1 绪论  12-20
  1.1 课题背景及意义  12-15
  1.2 指向性扬声器国外研究历史与现状  15-17
  1.3 指向性扬声器国内研究现状  17-18
  1.4 本文的主要研究工作  18-20
2 指向性扬声器算法设计  20-35
  2.1 指向性扬声器理论基础  20-22
  2.2 幅度调制算法  22-29
  2.3 信号预处理算法  29-33
  2.4 递归算法产生载波信号  33-34
  2.5 本章小结  34-35
3 信号处理算法仿真  35-49
  3.1 概述  35
  3.2 双边带调制算法仿真  35-42
  3.3 双积分开方预处理算法仿真  42-46
  3.4 固定调制比预处理算法仿真  46-48
  3.5 本章小结  48-49
4 指向性扬声器的硬件系统设计  49-59
  4.1 概述  49-50
  4.2 信号处理板设计  50-56
  4.3 超声功放设计  56-57
  4.4 超声换能器阵列设计  57-58
  4.5 本章小结  58-59
5 指向性扬声器系统软件设计  59-66
  5.1 DSPLIB库简介  59-61
  5.2 主程序设计  61-62
  5.3 定时器中断子程序设计  62
  5.4 AD初始化子程序设计  62-63
  5.5 DMA中断子程序设计  63-64
  5.6 信号预处理子程序设计  64-65
  5.7 本章小结  65-66
6 实验结果与分析  66-71
  6.1 实验系统简介  66-67
  6.2 音质测试及分析  67-68
  6.3 固定调制比算法实验结果  68-70
  6.4 本章小结  70-71
7 总结与展望  71-73
  7.1 工作总结  71-72
  7.2 工作展望  72-73
致谢  73-74
攻读硕士期间的主要成果  74-75
参考文献  75-79

基于TMS320VC5509A的指向性扬声器的设计

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