FPGA实现的窄带噪声主动控制系统：并联结构与资源复用

窄带噪声主动控制系统是针对特定频带噪声设计的先进技术，它利用FPGA的强大并行计算能力来提升系统的处理效率。FPGA作为核心处理器，能够有效地应对多频率、多通道噪声控制中急剧增长的计算需求，特别是在处理高频噪声时，传统的DSP处理器可能遇到性能瓶颈。 窄带前馈FxLMS算法是这种系统的关键，它采用并联结构，能够针对噪声的不同频率分量进行单独的主动控制，从而更精确地抑制噪声。然而，这需要大量的乘法器资源，传统实现可能会导致系统成本高昂。为了解决这一问题，文中提出了一种乘法器资源复用技术，通过优化资源分配，将实现三通道算法所需的乘法器资源降低至原数量的33.3%，显著降低了硬件成本，使得窄带噪声主动控制系统更具实用性和经济性。 在系统设计中，引入了非声学传感器（如加速度计和转速计）来获取噪声信号的主要频率，避免了声反馈带来的不稳定因素，这使得窄带噪声控制更加适用。FxLMS算法包括三个基本步骤：参考信号的生成、次级声通道的离线辨识和LMS自适应滤波，每个环节都在FPGA上高效执行。 窄带噪声主动控制系统的FPGA实现不仅提高了控制精度，还通过资源复用技术降低了硬件成本，拓宽了系统的应用范围，对于工业生产和日常生活中的噪声污染控制具有重要意义。随着电子技术和嵌入式系统的发展，这种结合高性能硬件和优化算法的设计方法将在噪声控制领域发挥更大的作用。