Amélioration du traitement numérique des signaux dans les systèmes actifs en protection auditive
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In order to realize an active noise reduction (ANR) on an active hearing protector, with a digital filter, it is necessary that the filter works in real time with a broad bandwidth and a large dynamic range. Only the IIR type digital filters can comply with the real time condition. However, the quantification effect of coefficients and signals and the propagation of roundoff noise decrease the filter performance. Different solutions have been adapted in order to minimize the quantification effects. In order to increase the filter dynamics, it has been necessary to create a new algorithm for the IIR type filters. This algorithm is called "adapted algorithm". Its essential part is to minimize the propagation of the roundoff noise to the next sampling of output signals. Hence, it has been possible to realize active hearing protectors using digital filters. The digital filter allows to adjust the open loop gain in order to have the optimum active attenuation. We have confirmed that the hearing protectors using digital filters are as efficient as those using analog filters. By using digital filters, the hearing protectors become more flexible than with analog filters. The use of a digital ANR system allows to easily add subsidiary functionalities to the ANR system, as for example : the insertion of a speech signal, an automatic "go-stop" procedure and an ANR system using two filters.
Abstract FR:
Afin de réaliser une atténuation active du bruit (ANR) sous un protecteur auditif actif avec un filtre numérique, il est nécessaire que ce filtre s'exécute en temps réel sur une bande fréquentielle importante avec une grande dynamique. Les filtres numériques de type RII sont les seuls à pouvoir respecter la contrainte du temps réel. Cependant l'effet de la quantification des coefficients et des signaux ainsi que la propagation de l'erreur d'arrondi réduisent les performances. Diverses solutions ont été adaptées afin de minimiser les effets de la quantification. En revanche pour augmenter la dynamique du filtre, il a été nécessaire de développer un nouvel algorithme pour les filtres de type RII. Cet algorithme appelé "algorithme adapté", a pour but essentiel de minimiser la propagation de l'erreur d'arrondi entre les étapes successives. Des protections auditives actives utilisant ces filtres de compensation numériques ont donc pu être réalisées. Ce filtre numérique permet de régler le gain de la boucle ouverte afin d'avoir l'optimum pour l'atténuation active. On a pu vérifier que les protections auditives actives numériques sont maintenant aussi performantes mais plus flexibles que les protections réalisées en technologie analogique. Le fait d'utiliser un système numérique permet d'ajouter facilement des fonctionnalités annexes au système ANR, comme par exemple : l'insertion de la voie de phonie, une procédure "Marche-Arrêt" automatique et un système ANR à double filtre.