麥克風嘯叫的產生機理和頻譜分析


 

前記

  假如你經常在會議室使用話筒開會或者在封閉空間中使用麥克風喊話,沒說話的時候就有陣陣的呼嘯聲迎面而來,讓你的美好的心情頓時嚴小雲散了,沒錯,這就是音頻中常說的嘯叫。音頻嘯叫是聲學中的一個經常遇到的問題,也是非常棘手的問題,作為一個音頻方案團隊,我們是要好好地研究一下它了。希望用我們的算法,讓它消失的無影無蹤。

 

嘯叫的原因

  簡單來說,嘯叫產生的原因為有以下三點:

1、話筒與音箱同時使用。

2、音響系統重放的聲音能夠通過空間傳到話筒。

3、音箱發出的聲音能量足夠大,話筒的拾音靈敏度足夠高。

 

基本原理

  嘯叫其實就是聲學信號的自激震盪產生的,電路如何產生自激振盪呢?
產生自激振盪必須同時滿足兩個條件:
1、幅度平衡條件|AF|=1
2、相位平衡條件φA+φF=2nπ(n=0,1,2,3···)

  其中,A指基本放大電路的增益(開環增益),F指反饋網絡的反饋系數
同時起振必須滿足|AF|略大於1的起振條件


  基本放大電路必須由多級放大電路構成,以實現很高的開環放大倍數,然而在多級放大電路的級間加負反饋,信號的相位移動可能使負反饋放大電路工作不穩定,產生自激振盪。負反饋放大電路產生自激振盪的根本原因是AF(環路放大倍數)附加相移.
  單級和兩級放大電路是穩定的,而三級或三級以上的負反饋放大電路,只要有一定的反饋深度,就可能產生自激振盪,因為在低頻段和高頻段可以分別找出一個滿足相移為180度的頻率(滿足相位條件),此時如果滿足幅值條件|AF|=1,則將產生自激振盪。因此對三級及三級以上的負反饋放大電路,必須采用校正措施來破壞自激振盪,達到電路穩定工作目的。

 

嘯叫頻譜的分析

  筆者這里抓取了嘯叫的頻域和時域圖,可供大家可以欣賞一下這里的震盪市多么的厲害。

下面是信號放大40db的情況下的嘯叫頻域圖,

從圖中可以看出,這里的基本是在一個頻點范圍內的信號比較強,后面的都是這個信號的高次諧波信號,嘯叫抑制,就是要把這個信號壓制下去。

后面,我們會對這個問題做一個長時間的深入的研究,歡迎探討和交流。


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