1 引言

　　傳統的雙通道抑制背景噪聲是利用兩個接收通道同時接收含有背景噪聲的目標信號和背景噪聲信號，然后通過加法器或減法器盡可能抑制噪聲信號。這種方法雖然在一定程度上達到抑制背景噪聲的目的，但是，為了保證兩個通道所接收的信號具有較好的相關性，需在每次消噪之前對系統中的某些參數進行適當調整，使用很不方便；此外，該方法雖然可以抑制背景噪聲中的固定干擾，但對隨機噪聲卻無能為力。由于采用模擬方式抑制背景噪聲，電路中采用的元件必然會給系統引人噪聲，當目標信號非常微弱時，元件引入的噪聲將嚴重影響目標信號的提取，甚至淹沒目標信號。 隨著數字信號處理器DSP的快速發展，DSP的處理能力和處理速度日益強大。針對微弱目標信號提取過程中背景噪聲(包括隨機噪聲和固定干擾)的特點，通過選用合適的DSP處理器以及相應的外圍電路，利用雙通道接收技術以及適當的數字信號處理算法，可有效抑制背景噪聲和干擾。

2雙通道數字去噪聲系統

　　雙通道數字去噪聲系統利用兩個接收通道同時接收含有背景噪聲的目標信號和背景噪聲信號，經過A／D轉換器轉換成數字信號，再輸入高性能浮點DSP，通過適當的數字信號處理算法抑制背景噪聲中的隨機噪聲和固定干擾，最終從相對強大的背景噪聲中提取出微弱的目標信號。

　　雙通道數字去噪聲系統由A／D轉換器、數字信號處理模塊、控制模塊和主控計算機等部分組成，如圖1所示。

 
2.1 TMS320C6713簡介

　　DSP作為雙通道數字去噪系統的核心元件，根據系統中數字信號處理特點，采用美國德州儀器公司(TI)的6713系列的TMS320C6713BGDP225。其主頻為225 MHz，主要特點如下：

　　DSP內核采用超長指令字(VLIW)體系結構，8個功能單元共用32個32 bit通用寄存器，最多可在一個周期內同時執行8條32位指令，從而提高程序的執行速度；

　　具有32 bit外部存儲器接口(EMIF)，外部存儲器可尋址空間達52 MB。可與SDRAM、SBRAM實現無縫連接，用于大容量高速存儲。直接異步存儲器接口可與SRAM、EPROM連接，用于小容量數據存儲和程序存儲；

　　具有16個獨立的EDMA傳輸通道，在CPU不干預的情況下，支持多路數據的獨立快速傳輸；

　　具有兩個支持全雙工通信的多通道緩沖串口McBSP。

2.2接口設計與實現

　　系統中，主控計算機通過RS232串口將控制命令發送到數字信號處理器(DSP)，DSP根據控制命令接收A／D轉換后的數據，經過數字濾波、數字累加、自適應濾波等數字信號處理，最終將處理結果通過USB接口輸出到主控計算機。由此可見，DSP分別與A／D轉換器、USB以及RS232串口之間的接口設計在整個雙通道數字去噪聲系統中尤為重要。

2.2.1與A／D轉換器的接口實現

　　MD轉換器采用美國德州儀器公司(TI)的THS1206的12位A／D轉換器，采樣速率達6 MS／s，最多可支持4路模擬信號輸入，其內部集成一個FIFO，這樣減少了A／D轉換器和DSP處理器之間的緩沖存儲器。THS1206 A／D轉換器同DSP的接口電路圖如圖2所示。

 
　　THS1206采樣前，TMS320C6713通過向THS1206的特殊寄存器(地址為0xA000 0000)寫入特殊的命令控制字實現對THS1206的復位、清零FIFO以及輸入通道設置等初始化操作。在完成設備初始化后，啟動TMS320C6713的定時器Timer0，THS1206按照Timer0設定的時鐘開始采樣背景噪聲信號和包含背景噪聲的目標信號。當THS1206的FIFO為滿時，THS1206產生一個中斷信號觸發TMS320C6713的外部中斷EXT_INT7，從而啟動TMS320C6713的第7個EDMA傳輸通道，將A／D轉換器的轉換結果傳輸到TMS320C6713的CPU中進行數字信號處理。

2.2.2與USB的接口實現

　　為避免系統工作時主控計算機的控制命令同DSP處理結果在傳輸過程中發生沖突，保證DSP處理結果的傳輸速率滿足系統要求，DSP與主控計算機之間采用基于USB2.0接口的數據傳輸，接口器件采用Cypress公司的CY7C68001，配以Cypress公司的CY37064P100 CPLD進行邏輯控制，其接口原理圖如圖3所示。TMS320C6713和CY7C68001之間的地址信號定義如表1所示。

 
2.2.3與RS232串口的接口實現

　　利用TMS320C6713的多通道緩沖串口MoBSP，主控計算機的開始采樣、停止采樣、自檢等控制命令通過主控計算機的RS232接口傳送到TMS320C6713。由于McBSP和RS232的電平定義存在差異，因此，在TMS320C6713和主控計算機的RS232串口之間必須采用轉換器轉換電平。系統中使用Maxim公司的MAX3160，其電路圖如圖4所示。圖中的TXD、RXD分別與McBSP0的DX、DR相連，實現串行數據的發送和接收。

 
2.3軟件實現

　　TMS320C6713中運行的軟件代碼包括DSP內部存儲空間配置代碼、自動加載配置代碼、EDMA傳輸初始化代碼、McBSP初始化代碼、A／D初始化代碼以及數字信號處理主程序代碼等。軟件使用C語言和匯編語言混合編寫，程序開發在CCS(CodeCompose Studio)開發平臺上進行。通過CCS平臺和硬件系統進行軟件開發和調試，待調試成功后將軟件代碼固化在TMS320C6713的ROM中，以便在DSP上電時自動執行。

3結束語

　　雙通道數字去噪聲系統與傳統的模擬去噪聲系統相比具有明顯的優勢，給出的硬件與軟件設計完全滿足系統的基本要求。在具體應用中，還可根據需要通過采用高性能A／D轉換器、高性能的DSP以及先進的數字信號處理算法進一步提高噪聲抑制的效果。