Implementação de algoritmos de cancelamento de ruído em hardware reprogramável

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ribeiro, Sérgio Miguel Caxide Lopes
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/59493
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Eletrónica Industrial e Computadores
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spelling Implementação de algoritmos de cancelamento de ruído em hardware reprogramávelNoise cancelation algorithms implementation on reprogrammable hardwareEngenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaDissertação de mestrado integrado em Eletrónica Industrial e ComputadoresExistem diversas aplicações em que a integração de um sistema de redução de ruído poderá ter consequências benéficas para os utilizadores ou mesmo para a fiabilidade de um sistema. A redução do ruído audível dentro do habitáculo de um automóvel é um dos exemplos de aplicação. Neste caso, atualmente são usados materiais absorvedores que aumentam a massa e valor do produto final. O sistema implementado no âmbito desta dissertação permite mitigar estes problemas propondo um sistema baseado na interferência destrutiva de ondas mecânicas. Os algoritmos adaptativos implementados (LMS, FxLMS e FULMS) criam um sinal com as mesmas características do som a cancelar mas com fase oposta no espaço onde é desejável atuar. Foi realizado um estudo acerca do comportamento dos algoritmos simulando os ambientes em que iriam atuar e que permitiu retirar diversas conclusões acerca do seu funcionamento. Estas conclusões foram importantes para o porte dos algoritmos para a plataforma ARM proporcionando informação útil para a otimização do seu funcionamento. Foi possível provar o funcionamento dos algoritmos em simulação e em ambiente real utilizando microfones MEMS para captar o áudio, colunas para reproduzir o sinal de atuação e uma plataforma de desenvolvimento Zybo para realizar todo o processamento de sinal. Não foi possível implementar na totalidade os algoritmos em hardware reprogramável. No entanto, o código C foi desenvolvido da forma mais modular possível permitindo como trabalho futuro o seu fácil porte para FPGA.There are several applications in which the integration of a noise cancellation system might improve the user experience or a system reliability. The reduction of audible noise inside of a car cockpit is one of those examples. The current use of sound absorbing materials implies a bigger mass and value of the final product. The implemented system on this dissertation allows to mitigate these problems proposing a system based on destructive interference of mechanical waves. The implemented adaptive algorithms (LMS, FxLMS, and FULMS) generate a signal like the sound being cancelled but with the inverted phase at the desirable spot for actuation. A study of the algorithms behaviour has been made simulating the various environments in which the system will work. There where valuable conclusions about its operation and how it could be optimised during the porting to the ARM platform. It was possible to prove the algorithm correct operation under theoretical and practical conditions. On the latter, MEMS microphones for the sound acquisition as speakers for the actuation signal reproduction and a Zybo platform for signal processing were used to deploy the system. It has not been possible to implement all the algorithms structure in reprogrammable hardware. However, the C code was developed looking forward to the easy porting to FPGA by being constructed in the most modular way possible.Cabral, JorgeUniversidade do MinhoRibeiro, Sérgio Miguel Caxide Lopes20182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/59493por202189767info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-09-30T01:29:10Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/59493Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:27:08.637346Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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