一種汽車內(nèi)部噪聲智能主動控制系統(tǒng)的設計
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
噪聲主動控制基本思想是由德國物理學家Paul Lueg于1936年發(fā)明“電子消聲器”時首次提出的。噪聲主動控制技術相對傳統(tǒng)的被動控制，具有對中、低頻段噪聲控制效果明顯、系統(tǒng)輕巧、實時性強等優(yōu)點，具有潛在的工程應用價值。噪聲控制為實時控制，需要較大的計算量，普通的單片機難以實現(xiàn)。20世紀80年代，數(shù)字信號處理（DSP）芯片噪聲主動控制基本思想由德物理學家Paul Lueg于1936年發(fā)明“電子消聲器”時首次提出的。噪聲主動控制技術相對傳統(tǒng)的被動控制，具有對中、低頻段噪聲控制效果明顯、系統(tǒng)輕巧、實時性強等優(yōu)點，具有潛在的工程應用價值。
噪聲控制為實時控制，需要較大的計算量，普通的單片機難以實現(xiàn)。20世紀80年代，數(shù)字信號處理（DSP）芯片的問世為信號的實時控制開辟了廣闊的發(fā)展空間。隨著芯片技術的不斷成熟和發(fā)展，DSP已成為現(xiàn)代智能控制器的核心部件。
本文采用DSP芯片TMS320F2812設計了既可以脫機獨立自主運行又可以通過USB接口在線仿真的智能控制器，并以該控制器為核心設計了汽車內(nèi)部噪聲主動智能控制系統(tǒng)。
智能控制系統(tǒng)的電路設計
1 設計過程及系統(tǒng)框圖
汽車內(nèi)部噪聲智能控制系統(tǒng)的設計過程如圖1所示。
圖1 DSP智能控制器硬件設計流程圖
在器件選型時，要考慮器件之間的相互匹配性，以及器件的供貨能力和技術支持等。本設計選用的DSP芯片 TMS320F2812性能如下：采用高性能的靜態(tài)CMOS低功耗設計技術，主頻高達150MIPS（時鐘周期6.67ns），支持JTAG邊界掃描接口；高效32位高精度CPU；并有最多可達 128K×16的FLASH存儲器等。
電路板的設計需要傳輸線理論知識以及布線工藝和系統(tǒng)結構設計知識，以保證信號的完整性，另外著重考慮電磁干擾和電磁兼容性問題。
如圖2所示，智能控制器主要由模擬電路部分（包括數(shù)字信號采集電路和輸出信號處理電路）、DSP子系統(tǒng)（包括DSP芯片及外圍電路）、電源、時鐘及復位電路等構成。下面將介紹幾個主要電路的設計。
圖2 智能控制器結構框圖
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