ΣSigmaStudio English

FxLMS фильтр


FxLMS фильтр FxLMS (Filtered Least Mean Squared) фильтр — это адаптивный фильтр, используемый для идентификации системы. Фильтр формирует выходной сигнал таким образом, чтобы сигнал ошибки, подаваемый на вход фильтра, постепенно уменьшался. Сигнал ошибки представляет собой разность между желаемым откликом и выходным сигналом FxLMS фильтра.

Входы модуля:

1. Опорный вход

2. Вход ошибки

3. Фильтрованный опорный вход

4. Адаптация Вкл/Выкл

Выход модуля:

1. Адаптивный выход (противошум в случае активного подавления шума)

Параметры модуля:

1. Количество отводов (Number of Taps) — длина адаптивного фильтра

2. alpha — шаг адаптации (также называется mu)

3. Утечка (Leakage) — коэффициент утечки используется как фактор забывания

FxLMS фильтр может использоваться для активного подавления шума. Опорный вход будет опорным сигналом для шума, который необходимо подавить. Вход ошибки (остаточный сигнал) представляет собой акустическую сумму противошума и шума вблизи микрофона ошибки. Фильтрованный опорный сигнал — это опорный сигнал, пропущенный через вторичный тракт. Вторичный тракт — это передаточная функция пути от выхода FxLMS фильтра обратно ко входу ошибки FxLMS.


FxLMS фильтр

Выход фильтра равен

y(n) = W'X

где,

     W is the coefficient vector
     X is the Input reference vector
     

Уравнение обновления коэффициентов: W := (1- alpha * Leakage)* W + alpha * error(n) * XFilterd/ energy

где,

     W is the coefficient vector
     XFilterd is the Filtered input reference vector
     alpha is the stepsixe parameter
     Leakage is the leakage factor
     error(n) is the current error sample
     energy is the norm square of the filtered reference vector


FxLMS фильтр

FxLMS Filter в SigmaStudio: настройка и параметры

FxLMS (Filtered Least Mean Squares) фильтр — это адаптивный алгоритм цифровой обработки сигналов, доступный в среде SigmaStudio для процессоров семейства ADAU/SigmaDSP от Analog Devices. Основное назначение модуля — идентификация системы и построение систем активного подавления шума (ANC). В отличие от стандартного LMS, FxLMS учитывает влияние вторичного тракта, что делает его корректным для реальных акустических систем. Принцип работы основан на минимизации сигнала ошибки, который представляет собой разность между желаемым откликом и выходом фильтра. Модуль имеет четыре входа: опорный вход (шумовой сигнал), вход ошибки (остаточный шум от микрофона), фильтрованный опорный вход (опорный сигнал после прохождения через вторичный тракт) и вход управления адаптацией. Выходом является адаптивный сигнал, который в конфигурации ANC подается на усилитель и динамик для создания противошума. Для настройки модуля в проекте SigmaStudio используются три ключевых параметра. Количество отводов (Number of Taps) определяет длину адаптивного фильтра и напрямую влияет на точность моделирования системы. Параметр alpha (шаг адаптации, также называемый mu) задает скорость сходимости алгоритма. Коэффициент утечки (Leakage) выполняет роль фактора забывания, обеспечивая численную устойчивость и предотвращая переполнение коэффициентов. Обновление коэффициентов фильтра происходит по формуле: W := (1 - alpha * Leakage) * W + alpha * error(n) * XFiltered / energy, где energy — норма квадрата фильтрованного опорного вектора.