噪声自动操控基本思想是由德国物理学家Paul Lueg于1936年创造“电子消声器”时初次提出的。噪声自动操控技能相对传统的被迫操控，具有对中、低频段噪声操控效果显着、体系轻盈、实时性强等长处，具有潜在的工程运用价值。
噪声操控为实时操控，需求较大的核算量，一般的单片机难以完结。20世纪80年代，数字信号处理（DSP）芯片的面世为信号的实时操控拓荒了宽广的开展空间。跟着芯片技能的不断老练和开展，DSP已成为现代智能操控器的中心部件。
本文选用DSP芯片TMS320F2812规划了既可以脱机独当一面运转又可以经过USB接口在线仿真的智能操控器，并以该操控器为中心规划了轿车内部噪声自动智能操控体系。
智能操控体系的电路规划
1 规划进程及体系框图
轿车内部噪声智能操控体系的规划进程如图1所示。
图1 DSP智能操控器硬件规划流程图
在器材选型时，要考虑器材之间的彼此匹配性，以及器材的供货才能和技能支撑等。本规划选用的DSP芯片TMS320F2812功用如下：选用高功用的静态CMOS低功耗规划技能，主频高达150MIPS（时钟周期6.67ns），支撑JTAG鸿沟扫描接口；高效32位高精度CPU；并有最多可达128K×16的FLASH存储器等。
电路板的规划需求传输线理论常识以及布线工艺和体系结构规划常识，以确保信号的完整性，别的侧重考虑电磁搅扰和电磁兼容性问题。
如图2所示，智能操控器首要由模仿电路部分（包括数字信号收集电路和输出信号处理电路）、DSP子体系（包括DSP芯片及外围电路）、电源、时钟及复位电路等构成。下面将介绍几个首要电路的规划。
图2 智能操控器结构框图
2 电源与复位电路规划
DSP体系对电源的功用（如纹波、上电次序等）要求较高，因而在本规划选用了线性调压电路芯片TPS767D301。TPS767D301为双输出低漏电压调整器，其特色如下：每个电源输出都有独自的复位和输出使能操控；具有快速瞬态呼应功用；电压输出3.3V/1.8V可调。
选用TPS767D301构成的电源电路从外部稳压电源引进+5V电压，+5V电压经TPS767D301后输出电压为1.8V和3.3V。为减小电源自身对DSP的搅扰，在电路中添加了滤波网络，如图3所示。
图3 电源和复位电路
3 A/D、D/A电路规划
TMS320F2812芯片上有一个12位、转化频率为25MHz的ADC,其前端为两个8选1的多路转化器和两路一起采样/坚持器。在要求不很高时，彻底可使用其构成同步次序采样电路,或许添加外部采样坚持器后构成同步采样。考虑到本体系对电量收集精度和速度的要求较高,采样模块中选用了外置的六通道16位ADC ADS8364。该器材内部包括6个高速采样-坚持放大器、6个高速ADC、一个参阅电压源及3个参阅电压缓冲器,可以供给250KSPS的同步采样率,还可供给具有超低功耗(69mW/每通道)的一切6个输入通道的转化,这样使得一切通道的单位成本均较低。6个通道的数据输出接口电压介于2.7～5.5V，便于与DSP直接接口，省去了中心的电平转化。6个彻底独立的ADC可大大提高硬件全体的并行处理速度，在50kHz输入信号下仍可确保大于80dB的卓越共模按捺才能，特别合适用于高搅扰环境。图4为ADS8364与TMS320F2812的接口电路。
为了完结体系的操控功用，D/A转化电路中选用四路12位电压输出型DAC TLV5614，它具有灵敏的四线串行接口，可以与TMS320 SPI、QSPI和Microwire串行口完结无缝衔接。TLV5614的编程操控由16位串行字组成，即两位DAC地址、两个独立的DAC操控位和12位的DAC输入值。器材选用双电源供电：一组为串行接口运用的数字电源，即DVDD和DGND；另一组为输出缓冲器运用的模仿电源，即AVDD和AGND。两组电源彼此独立且可为2.7～5.5V之间的任何值。双电源运用的优点是DAC运用5V电源作业，而DAC的数字部分运用2.7～5.5V电源，可以和多种接口衔接。
图4 ADS8364与TMS320F2812的接口电路
图5 TLV5614接口电路
在规划中，D/A电路选用了2.5V的参阅电压，为了操控便利，在操控D/A时，运用TMS320F2812的GPIOB作为转化芯片操控线，电路如图5所示。
4 外部SRAM、FLASH扩展电路规划
因为该操控体系需求存储很多的数据以备剖析和使用，依据DSP与外部存储器之间的“零等候”准则，选用IS61LV6416-12T扩展F2812的外部存储器，IS61LV6416-12T为64K×16高速CMOS SRAM，3.3V供电，其与TMS320F2812的接口电路如图6所示。
图6 外部存储器扩展电路
轿车内部噪声自动操控试验体系规划
本操控试验体系首要由4部分组成：轿车被控体系模型（含执行器）、外部声源、操控器和信号监督（含传感器），如图7所示。需求阐明的一点是：在操控体系中，被控轿车模型包括多块铝板，在此为了表达便利，只画出其间一块。
在试验体系中，选用外部扬声器模仿舱体从外部遭到的鼓励。扬声器宣布的声波迫使轿车模型的一个由铝板构成的面发生受迫振荡，从而使轿车内部呈现较大的噪声；当放置在箱体内部指定方位的声压传感器检测到该处的声压改动，就把最新的声压值向DSP操控器传送，操控器依据此刻体系的输入和输出状况，及时做出判别，对体系施加操控，此操控功用是经过粘贴在关闭舱体薄铝板壁上的PZT执行器完结的，因为PZT在操控信号的效果下可以发生振荡能量，相同使铝板受迫振荡，以此来下降轿车内部指定方位的噪声。
图7 试验体系组成示意图
1 轿车被控体系模型
因为本规划是针对轿车内部噪声打开的，为了研讨便利，选用了大略的轿车模型作为被控目标。该模型的四面由1mm的铝板组成,在车身上和车身内部装置有操控传感器,其间该操控体系的执行器是PZT，对称地装置在模型上。
因为压电陶瓷具有把电能转变为机械能的才能，因而当运用体系通电给压电陶瓷时，资料的自发偶极矩发生改动，从而使资料的尺度发生改动，这种效应可在20ms内发生50μm的位移，呼应速度之快是其他资料无法比拟的，而且频带很宽，对温度不灵敏，跟着加压次数的添加，功用趋于稳定，而且简单集成，是高精度、高速驱动器所有必要的资料。本规划选用了压电资料PZT作为执行器。
2 外部声源
试验中的外部声源是由扬声器替代的，扬声器由信号发生器宣布的信号经过功率放大器后驱动。
3 智能操控器
以TMS320F2812DSP芯片为中心的智能操控器既可以脱机独当一面运转又可以经过USB接口在线仿真。
4 信号监督器
为了可以监督箱内的操控差错信号和压电片驱动信号并进行信号处理，本操控体系的信号监督器选用了自行开发的多功用信号收集和处理体系。
本规划所选用的座位传感器的压电资料为压电薄膜PVDF，PVDF感知的信号作为体系的参阅信号。PVDF很薄、柔软、密度低且灵敏度很高，其机械柔韧性比压电陶瓷高10倍。PVDF压电资料的压电性比石英高3～5倍，压电系数更高，可贴在物体外表。
定论
本文以TMS320F2812 DSP为根底规划了既可以脱机独当一面运转又可以经过USB接口在线仿真的智能操控器。并以该操控器为中心规划了轿车内部噪声自动智能操控试验体系。经过理论剖析, 该操控体系具有较高的数据处理才能和处理速度，因而在实时操控中可以发挥重要的效果。
