[发明专利]环境噪声可变励磁调幅调频检测与估计方法

摘要

为了克服不同环境噪声中需要不同类型噪声传感器和磁饱和问题和技术缺陷，本发明提供了一种环境噪声可变励磁调幅调频检测与估计方法，该方法通过在软磁铁芯上绕线圈再加电的共同励磁方式，使用脉宽调制（PWM）来控制线圈电力励磁的大小和方向，以形成不同强度的磁场和磁滞回线，从而改变接收到的声信号频率和幅值，扩大传感器的检测范围；然后对检测出的信号进行频率还原，再对噪声强度进行计算，解决了现有动圈式噪声传感器对不同环境噪声中需要不同型号和磁饱和问题。

主权项

1.一种环境噪声可变励磁调幅调频检测与估计方法，其特点如下： (1)将由振动膜片、音圈、永久磁铁芯和升压变压器构成的动圈式传声器中的永久磁铁芯改进成为软磁铁芯，在软磁铁芯上绕线圈与可软磁铁芯共同励磁；构成励磁大小、方向、磁滞回线的强度可控的励磁方式；示意结构参见图1； (2)使用PWM来控制软磁铁芯上线圈的直流电流大小和方向，形成不同强度的磁场和磁滞回线，从而改变接收到的声信号频率和幅值，扩大传感器的检测范围； (3)通过给软磁铁芯上线圈施加不同的PWM，对给定频率的模拟声频信号进行试验，通过数据拟合得到下式： 式中：m_ω为给定频率ω的模拟声频信号幅值，m_ωsin(ωt)为模拟声频信号，t为时间，y_ω(t)为在模拟声频信号m_ωsin(ωt)时得到的输出信号，g_ω为输出幅值系数，k_1ω和k_2ω为磁滞回线系数； (4)通过A/D采集改进后动圈式传声器输出信号，并按照以下方程对信号进行频率和幅值解调： 式中：T为A/D的采样周期，i=1,2,…,n，nT为当前采样时间，ω为信号的基本频率， N为傅里埃级数展开项的最高次数，m_ωk、p_ωk为傅里埃级数展开项的系数；(5)定义： 式中：v(i)为模型噪声，i=1,2,…,n；若假定v(i)为零均值高斯白噪声，可以直接采用参数估计方法估计出傅里埃级数展开项的系数m_ωk、p_ωk和ω；得到a(ikωT)序列后，可以直接得到噪声强度的功率谱。