基于麦克风阵列的声源定位技术即利用麦克风阵列对目标声源进行信号采集,对信号进行处理之后结合声源定位算法计算出声源的方位信息。随着数字阵列信号处理技术的快速发展,通过麦克风阵列进行声源信号的定位得到了广泛的应用,如枪声定位,单兵作战等军事领域和智能音箱,助听器等民用领域中。在本文中,主要对基于FPGA的声源定位系统进行研究,以麦克风阵列为信号采集前端采集信号,以FPGA为控制核心,结合FPGA并行高速运算、配置灵活和IO资源丰富的特点,实现声源定位算法,可用于识别声源的方向,通过后期的技术扩展,可以延伸至各个领域的应用。本文的工作围绕声源定位系,从麦克风阵列的研究、声源定位算法的仿真比较和基于FPGA的声源定位系统的设计几个方面开展,最终在FPGA上搭建一套声源定位系统并进行实验验证。首先,本文对组成麦克风阵列的不同类型的麦克风单元进行对比和研究,并对线性麦克风阵列和均匀圆形阵列的空间模型进行理论推导和分析,确定以均匀圆形阵列作为声源定位系统的信号采集前端,并设计了基于MEMS麦克风的六麦克风均匀圆形阵列的硬件外设,包含电源转换电路、麦克风电路以及和FPGA的接口电路,实现了六路声音信号的同步采集。其次,在MATLAB上仿真了 TDOA、MVDR和MUSIC三种声源定位算法,并对其性能进行比较分析,选择分辨率高、估计性能优良的MUSIC算法作为在FPGA上实现的声源定位算法。然后,在FPGA上完成整个系统的设计。基于FPGA的声源定位系统包含了麦克风阵列信号采集处理和MUSIC算法实现两部分,基于麦克风阵列硬件,完成对麦克风阵列的信号采集、数据位数缩减、滤波和数据分帧等处理,完成MUSIC算法各个部分的设计,包括相关矩阵的计算,矩阵特征值分解,查找表设计,空间谱模块的设计以及声源定位模块的设计。最后,通过ModelSim仿真和FPGA实验对各个模块进行功能仿真。根据仿真结果可知各个模块的FPGA设计是正确的,通过实验验证了基于MUSIC算法的声源定位系统的有效性和实时性。本文的创新点在于利用FPGA实现声源定位系统,具有较强的可更改性和可移植性,灵活性强。综上所述,本文通过对声源定位系统各个部分进行研究,采用FPGA实现声源定位算法,完成了声源定位系统的各个组成模块,设计结果的仿真验证了声源定位系统的正确性,为以后进行其他扩展提供了技术依据。