Уидроу, Стирнз - Адаптивная обработка сигналов (1044225), страница 58
Текст из файла (страница 58)
12.20,в примерно вдвое больше, чем для входного сигнала на рис. 12.20,б). а рис. 12.21 приведены соответствующие результаты для предварительной фильтрации в полосе 0,3 ... 75 Гц со скоростью отпой счетов512Гц. Вовходном сигнале, полученном отдатчиков б полости, отчетливо наблюдаются дрейф среднего значения и помеха с частотой 60 Гц, Интенсивность помехи такова, что почти невозможно выделить сигнал сокращения сердца плода.
Входные 306 Составляющая ЭКГ матери (Ф)ру)((ран)В рис. 12.21. Результаты эксперимента по снятию ЭКГ в п(ирокоя полосе (шири на полосы 0,3,, то Гц, скорость отсчета 512 Гц): л — сигнал иа агалоииои входе (от дюпика на груди); б — вхолноа сигнал (от датчика иа животе); е — выходное сигнал устройства подавления сигналы, полученные от датчиков на груди, содержат сигнал сокращения сердца матери н составляющую помехи с частотой 60 Гц достаточной интенсивности для формирования эталонного сигнала обеих этих помех На выходе устройства подавления обе помехи значительно ослаблены и ясно различается сигнал сокращения сердца плода.
Подавление помех в речевых сигналах Рассмотрим ситуацию, в которой пилот самолета, находящийся в кабине с высоким уровнем шума двигателей, проводит сеанс радиосвязи. Этот шум, помимо прочего, содержит мощные периодические составляющие с широким спектром гармоник, перекрывающим тот же диапазон частот, что и речевой сигнал пилота. Эти составляющие проникают в микрофон, в который гово- 307 рит пилот, и создают сильную помеху, снижающую разборчивость радиосвязи. Обработка принятого сигнала с помощью обычного фильтра является неэффективной, так как частота и мощность составляющих шума зависит от оборотов двигателя, расположения головы пилота и т, д.
Однако при соответствующем расположении в кабине второго микрофона можно получить тот же шумовой сигнал без речевого сигнала пилота. Его можно подвергнуть фильтрации и вычесть из передаваемого, существенно уменьшая помехи. Для того чтобы показать эффективность подавления помех в речевых сигналах, проведены эксперименты, в которых в упрошенном виде моделируется описанная задача. 1чак показано на рис.
12.22, в этих экспериментах говорящий А пользуется микрофоном В в комнате, где имеется сильная акустическая помеха С. Б этой же комнате в стороне от говоряп1его размсшается второй микрофон уу. На выходах микрофонов В и !у формируются входной и эталонный сигналы для устройства подавления помех Е, выходной сигнал которого фиксирует удаленный от этой комнаты слушающий Е. Устройство подавления представляет собой а.1аптивный фильтр с 16 весовыми коэффициентами и скоростью адаптации около 5 кГц.
На рнс. 12.23 приведена характерная обучающая кривая, отражающая зависимость выходной мощности от числа циклов адаптации. Полная адаптация осуществляется примерно через 5000 циклов (итераций), что в реальном времени составляет 1 с. Обычно в эксперименте помеха представляет собой сигнал пилообразной формы с большим числом гармзпнческчх состазляюших, которые из-за явления многолучевостп меняаотся по амплитуде и фазе в зависимости от точки комнаты. Периодичность помехи позволяет пренебречь разным временем задержки, вызванным различием трактов передачи к обоим приемникам. Устройство подавления уменьшает мощность помехи (которая в дру- а а ан 'н "а анн о 16 3? 46 64 Рпс.
1223. Характерная обучаюшая кривая, снятая в аксперпиеаше по подив. леиию шума в речевом сигнале гом случае делает речь неразборчивой) на вы. д хо сна 20...25дБ, тем самым делая помеху почти неслышной для удаленного слушаюшего. чари этом в ре е . П э о, в речевой сигнал не вносится заметных ис- КажЕ 4П, Р я н з, Врем сходимости составлнет несколько секунд, а адапи и изменетивное у тр с ройство обработки легко перестраивается прч э, иапазоне от !00 нии положения микрофонов и частоты помехи в диан то 2000 Гц Гоааппщий уса По на ее а Спущащии Эуапонныи оипнап 308 Рис.
12.22. Подавлеиие шума в речевых сигналах Подавление отражений в длинных линиях Из-за явления отражений в длинных телефо х . елефонных линпяч возникает ослабление сигнала 116, 171, За прошедшее десятилетие бота ные фирмой Ве!! Те(ер!чопе 1.аЪога1оБеч устройства подавления отражений значительно усовершенствова . р дционные методы подавления отражений д фф не, остаточно эффективны прн передаче телефонных сообщений ду меж континентами по сп тниковым линиям.
Поэтому ведется разработка адаптивных спутн ст ойств подавления отражений. Время валер р р . адиоснгнала на синхронный спутник н обрати об атно иа землю панно ради примерно 250 мс, а общее время — около 0,5 с. р — 0,5 с. П и таких боль|на с т адиционным поших задержках распространения коммутация с р д давлением отражений вносит сильные иск искажения. Без адаптивного подавления отражений спутниковые .. у линии лучше всего использовать аналогично радиотелефонным каналам в полудуплек- Зоэа Рис. 12.24. Четырехпроводная абонентская телефонная снохе ма нала с ем нии Цепь спр 4.про в 1 1 Центральная коммутационная станц я Гепефонныи аппарат ЦентРапьнаа коммутационная станция телефонный аппарат ! Тепефо ыв ап~ара~ 1 'уепефо т йал р д ффере ц алма с стем ( р абразова ие 4.пр оспой н ей.
р аа тю1 дифференц апм ст а ~пр абразова и 4.провов ой л н 2 р вопную1 Рис. 12.23. 44вухпроводная абонентская телефонная сис- тема цен рапьная коммутационная станция 310 31! абонент. сном режиме, когда в один интервал времени говорит только . ьк один ко абот Для описания задачи подавления отражений расом " р отрнм кратна п охож р ту телефонной сети. Чтобы сконцентриров ать внимание р хождении сигналов, не будем рассматривать многих функций телефонной сети, таких, как, например, комму . Н 12.24 п иве ен утация.
а рис. Иа каж ом 1 . приведена простая телефонная система с двумя або нентами. д и направлении имеется угольный микрофон, последоатареей. Для каждого вательно соединенный с наушниками и бата ". Д направления используется независимая линия. Такой подход явсистемы, ляется очень простым, но имеет свои недостатки. Преиму , приведенной на рис. 12.25, заключается в том, ч ущество сое инения д каждого абонента с центральной станцией (где наг м, что для ходятся бата еи и р и осуществляется локальная коммутация) используется два провода.
Однако в системе на ис. 12.25 кает так на м на рис.. вознинал а оне зываемый местный эффект, при котором реч о" ев й сигбонента проходит в его собственные наушники. Обратная связь дает возможность говорящему регулировать уровень речи. Рис. 12.26. Упрощенная двухпроводная абонентская телефонная система Современный телефон несколько сложней системы на рис. !2.25. Значительно упрощенная его схема приведена иа рис. 12.26. Здесь схема перехода от 4-проводной к 2-проводной цепи, заложенная в основу телефона, состоит из преобразователя, который пропускает постоянный ток батареи центральной станции через угольный микрофон, но не пропускает через наушники.
Таким образом, четыре провода микрофона и наушников спарены в одну двухпроводную линию, соединяющую абонента с центральной станцией. Такая телефонная система является основной в настоящее время. При передаче телефонных сооб1цений на большие расстояния используют промежуточные усилители, для которых, как показано на рис. 12.27, требуются раздельные цепи по обоим направлениям. Важным элементом системы является дифференциальная система, с помощью которой входной сигнал протяженной линии подается,на телефонный аппарат так, что он слышен в наушни- Рис.
!2.27. Протяженная телефонная система Рапп Репе е.праасднап пинии Аба ентскан 2 праведна пинии Аарнеитскап 2 прсерднап пинип Вмхпднси Вхрд и хрд си разъем разъем Задержка Дифферен ииапъиа система Дифферен- ииапънап Задержка система Входной разъем Вмхпдиси разъем 212 ках, в то время как с этого же телефонного аппарата снимается сгггнал микрофона, подаваемый в передающую линию.
Дифференциальная система преобразует цепи 2-проводной схемы 1где входной и передаваемый сигналы сунгествуют вместе) в 4-проводную цепь, в которой входной и передаваемый сигналы вх разделены. Идеальная дифференциальная система пропуска одной сигнал на приемную пару с ослаблением на 3 дБ и совет этом сеч не пропускает его на свою передающую пару. Более того, э не возникает явлений отражения На риг. 12.28 приведена упрощенная схема протяженной линии передачи, в которой устройства переприема и линии передачи представлены в виде задержек.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
