作者：西安電子科技大學綜合業務網理論及關鍵技術國家重點實驗室（４１００７３） 林嘉宇 長沙國防科技大學電子科學與工程學院 余圣發 易 波 來源：《電子技術應用》

語音處理系統中的周期性沖激噪聲及其消除 摘要：通過對帶微處理器的語音處理系統的噪聲分析，指出微處理器工作所引發的周期性沖激電流，通過電源對系統造成的周期性沖激噪聲是語音處理系統中噪聲的一個重要來源。介紹了克服周期性沖激噪聲在不同層次上的幾種方法。 關鍵詞：周期性沖激噪聲 微處理器 語音處理系統 降噪系統 隨著語音信號數字處理技術的發展，人們逐漸大量地以微處理器（如ｄｓｐ芯片、單片機）為核心構造語音處理系統；同時，由之引發的語音處理系統的噪聲問題越來越突出，成為人們關注的一個重要課題。系統背景噪聲不但嚴重影響人們對語音系統的接受，對語音處理往往也會造成損傷，直接給語音系統的語音質量帶來不良后果。

人們對噪聲已經作了深入研究[１]。一般應用較為廣泛的抗噪措施包括：互補式動態壓括降噪、非互補式動態壓括降噪、濾波降噪、電源處理降噪、軟件處理降噪等。對語音處理系統而言，不是所有的降噪系統在所有情況下效果都良好，例如，有些全聲頻段的降噪系統（杜比ｃ就是其中的一種），反而對低頻段的噪聲消除很不得力。因此，我們應針對語音處理系統的具體情況，有的放矢地進行噪聲分析以找出消除方法。

系統噪聲消除，首要問題在于找出存在的或隱含潛在的主要噪聲源，然后設法消除該噪聲源，這是治本的方法。對于噪聲來源不很明確或不好解決的情況，則應分析噪聲特性，采用相應措施降低噪聲，提高系統最終信噪比，這是治標的方法。

目前的語音處理系統一般應用微處理器處理語音數據，其基本構造如圖１所示。系統包含兩個模塊：模擬模塊和數字模塊。這種結構使帶微處理器的語音系統的噪聲問題具有一定的特殊性。事實上，數字模塊工作所引發的周期性沖激噪聲，是語音系統噪聲的一個重要來源。

克服這種周期性沖激噪聲可以在不同層次上采取措施。該噪聲是以電源通道為傳播途徑的，對電源的處理應放在首要位置，這就是前面所說的“治本”；而“治標”也不能忽視，因為電源一般并不可能處理得盡善盡美。為減小已經混入了待處理語音數據中的沖激噪聲的影響，可以采用數字中值濾波或ｌｏｒ濾波。在信號最終的輸出端，采用模擬的窄帶濾波降噪以及動態降噪，可以收到很好的效果。

下面通過對一種具體語音處理系統樣機的實驗和理論分析，討論這一具有普遍意義的問題。

１ 帶微處理器語音系統的沖激噪聲

帶微處理器的語音系統的噪聲源中，周期性沖激噪聲是具有共性的一項。沖激噪聲來自兩方面，其一為ｔｔｌ邏輯電路引發的小浪涌沖激電流，其二為微處理器數據傳輸的大浪涌沖激電流。

１．１ ｔｔｌ邏輯電路引發的小浪涌噪聲分析

一般的數字系統，主要由ｔｔｌ邏輯電路構成。在ｔｔｌ電路中，局部電流狀態取決于器件的邏輯狀態、外接負載電阻電容以及輸出瞬時導通等因素。圖２給出了ｔｔｌ