一種多聲源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真

2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建

多聲源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖如圖5 所示，主要包括：PC 機(jī)、外擴(kuò)聲卡、麥克風(fēng)陣列。

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實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建目的保證了各麥克風(fēng)陣元是同時(shí)開(kāi)始采集聲源信號(hào)，即保證了采集時(shí)間零點(diǎn)的同步，具體搭建過(guò)程如下：①聲源選擇單頻率正弦波信號(hào)， 用圓形的揚(yáng)聲器進(jìn)行播放滿足了點(diǎn)聲源的要求。② PC 機(jī)中用VB 編寫(xiě)數(shù)據(jù)采集的控制界面用來(lái)控制信號(hào)采集的開(kāi)始和結(jié)束。③一臺(tái)PC 機(jī)可外擴(kuò)多個(gè)聲卡，每個(gè)聲卡的左右聲道分別接兩個(gè)麥克風(fēng)，即每個(gè)聲卡可同時(shí)采集兩路信號(hào)。④麥克風(fēng)放置成L 型，相鄰兩陣元之間的距離為5cm,安裝時(shí)保證陣列和聲源在同一個(gè)水平面上。

聲源的設(shè)計(jì)：選用圓形的揚(yáng)聲器作為實(shí)驗(yàn)的聲源點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)在于揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音信號(hào)是以圓形向四周傳播開(kāi)來(lái)，保證每個(gè)麥克風(fēng)陣元接收到的聲音信號(hào)都是一樣的。麥克風(fēng)陣列的設(shè)計(jì)：為提高陣列的分辨率，相鄰兩陣元距離不大于接收聲源信號(hào)波長(zhǎng)的四分之一。選用具有高靈敏度、全指向性、低阻抗的駐極體受話器。

多聲源數(shù)據(jù)采集VB 控制界面如圖6 所示，首先檢測(cè)PC 機(jī)上的聲卡設(shè)置，選中所需要用的聲卡設(shè)備，設(shè)置好采樣頻率和數(shù)據(jù)的保存路徑，點(diǎn)擊開(kāi)始采集，即可得到真實(shí)環(huán)境中的聲源信號(hào)。

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麥克風(fēng)1、2、3、4、5 采集到的信號(hào)波形如圖7 所示：

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3 總結(jié)

本文實(shí)現(xiàn)了多聲源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)仿真及硬件平臺(tái)的搭建，系統(tǒng)仿真界面可視化好。硬件中PC 機(jī)存儲(chǔ)、處理數(shù)據(jù)速度快，實(shí)時(shí)性好。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主要解決了各路信號(hào)采集時(shí)間零點(diǎn)同步的問(wèn)題，避免了采集過(guò)程中存在的時(shí)間差對(duì)多聲源定位算法的研究。此仿真系統(tǒng)可應(yīng)用于對(duì)數(shù)據(jù)同時(shí)采集及采樣頻率等要求較高的地方。