刘永存，贺慧勇

(1.近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室，湖南长沙 410114；2.长沙理工大学物理与电子科学学院振动与噪声实验室，湖南长沙 410114；3.长沙理工大学物理与电子科学学院，湖南长沙 410114)

0 引言

声音时间延迟是指同一声源信号到达2个不同位置的时间差[1]，其在机电设备故障声源定位[2]、流体流量测量[3]、流体泄漏检测[4]等工业领域有着广泛的应用。在基于麦克风阵列的声源定位系统中，传统的声源定位算法有3种：基于到达时间差(time difference of arrival，TDOA)算法、基于高分辨率的谱估计算法和基于最大输出功率的可控波束形成算法[5]。其中基于到达时间差的声源定位算法首先求出声音到达不同位置麦克风的时间延迟，再根据时间延迟求得声音到达不同位置麦克风的距离差，最后利用几何知识可以确定声源位置信息[6-7]。针对不同的测量条件与要求，常用的声音时延测量的方法有相关法、相位法、双谱法、自适应滤波器参数模型法等[8]。相关法是利用互相关函数在该时延值处取得最大值的特性，由互相关函数的峰值位置测量出该时延值的大小[9]。

在使用传统模拟麦克风作为声音传感器采集声音信号时，外围电路复杂，难于调试，稳定性和可靠性都较差。使用微控制器或数字信号处理器作为信号处理单元时，受其串行工作方式束缚，不能同时处理多个任务、速度慢。为了满足工业现场对时延测量系统稳定性与实时性的要求，本文提出一种应用于声源定位系统中的互相关法时延测量数字电路硬件级实现方案，该方案全部采用数字器件，便于系统调试，减少了模拟元器件参数离散性对电路指标的影响，提高了测量电路的稳定性与可靠性。……