驻极体声传感器信号采集系统研究

介绍了驻极体式声传感器的基本性质和工作原理,采用目前国际上流行的超低功耗MSP430F149单片机作为微控制器,设计了一种超低功耗、便携式的驻极体式声传感器信号采集电路系统,对采集的声音信号进行了声音复现,并应用通信数据显示软件对声音复现波形进行了分析,复现的声音具有很好的保真性。该声音采集系统具有很好的可扩展性,对于不同变量,传感器信号的采集与处理具有一定的互换性和通用性。实验结果表明:系统休眠时平均功耗约为3.73 mW;写FLASH操作时功耗为137.25mW,满足了系统的低功耗要求。     

基于WIFI的无线声表面波传感器信号采集系统

将声表面波传感器与信号无线保真(WIFI)技术相结合,提出了一种基于WIFI的无线声表面波传感器信号采集系统.该系统由声表面波传感器、信号调理电路、处理器、WIFI模块和无线接收终端组成.声表面波传感器混频后的信号经过信号调理电路后,转换为处理器可计频的低频方波信号,并通过WIFI模块将采集到的信号无线发送到接收终端.通过一个输出信号范围在100 kHz~350 kHz声表面波传感器信号采集系统的实现,对该系统的结构、性能进行了验证和测试.实验结果表明,该系统可以实现测试范围内信号的采集、发送和无线接收,系统输入信号与无线接收终端接收信号之间的平均绝对误差为0.843 kHz,最大相对误差为0.51%,无障碍环境有效采集范围约为100 m,有障碍环境有效采集范围约为50 m.     

传感器模拟量信号的采集与处理

本文介绍了一种由PC和单片机组成的微机巡检系统，主要对传感器送的模拟量信号进行采集与处理，这里将着重单片接口电路的设计以及精胡的计算方法，并对存在的技术问题进行讨论。     

声传感器系统在智能微小型机器人中的应用

由于声音信号的频率较低,以往利用声阵列估计目标方位时,阵列孔径较大。智能微小型机器人中的声传感器系统采用小口径声传感器阵列,利用高分辨算法对坦克进行方位估计。外场试验结果表明,声传感器系统表现了良好的方位估计性能和实时性能,实现了小基阵的方位估计,为声探测技术在小型武器装备中的应用发展奠定了基础。     

压电式加速度传感器振动信号采集系统

针对变压器产生的振动信号的特征,设计了一种基于压电式加速度传感器的变压器振动信号采集系统。以振动控制台为试验对象,利用此系统对控制台输出的振动信号进行采集,并用快速傅里叶变换对采集到的振动信号进行分析。实验结果表明：该系统将压电式加速度传感器输出的电荷信号转换成了标准的电压信号,能够准确、实时地采集振动信号,为变压器故障在线监测奠定了基础。     

基于FPGA的微传感器信号采集系统

为实现对微传感器输出的模拟信号进行实时采集和显示,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的微传感器信号采集系统。系统由FPGA,24位高精度模/数转换芯片ADS1256和上位机构成。系统采用FPGA作为核心控制器,利用Verilog语言,对FPGA的普通I/O口进行编程,模拟串行外设接口(SPI)总线规范的信号时序,完成ADS1256的读写操作控制。通过RS—232串口通信将采集到的数据送入由Visual C++开发平台编写的上位机中,最终实现微传感器输出模拟信号的实时采集、显示和数据保存等功能。通过采集标准直流电压信号进行测试,测得采样误差小于0. 03%。     

基于虚拟仪器的多参量传感器信号采集系统的设计

介绍了基于虚拟仪器的传感器信号采集系统的开发。它采用Lab VIEW可视化的虚拟仪器系统开发平台,把传统仪器的所有功能模块集成在一台计算中,用户可以通过修改虚拟仪器的软件来改变它的功能与规模。该系统实现了多参量传感器系统的自动采集,并能通过计算机进行各类数据的处理和分析。     

三维海流传感器信号采集系统的设计与实验

针对上升流流速缓慢难以测量的问题,设计了一种基于测量应变的新式海流传感器.通过电桥转换得到几微伏到几百微伏的微弱电压信号,采用高精度AD转换芯片AD7195作为海流传感器的核心电路,降低量化噪声.采用高精度基准电源以及交流激励、比率测量技术,提高模数转换精度;设计了上位机控制软件,可方便地调整模数转换参数和观察测量结果.通过实验验证了该信号采集系统能够满足海流传感器的测量要求.     

单片机基础下压电加速度传感器低频信号采集系统的设计

信息化时代下,信息成为社会发展的核心.传感器作为信息处理系统的前端,与被测量对象直接相连.尤其是当前技术水平下,压电加速度传感器,自身具有尺寸小、重量轻等优势,在实践应用中,能够提高对信息处理有效性.文章从传感器工作原理入手,在单片机基础上设计一套压电速度传感器低频信号采集系统,在文章的最后对系统进行了试验,确保系统运行具有稳定、安全性,能够为实践提供更多支持.     

基于麦克风阵列的声源定位系统

推导出声音传播的近场模型,采用相位变换(PHAT)作为加权函数的广义互相关算法（GCC）完成时延差估计,再采用基于数据关联的时延选择算法选择时延,最后使用到达时延差的算法估计声源方位,并在算法模型的基础上搭建了基于数字信号处理器（DSP）的声源定位硬件系统开发平台。实验结果表明,在声音传播的近场模型下该系统角度估计误差不大于3°。     

基于传声器阵列的声源定位算法与误差分析

基于传声器阵列和互相关算法的时间延迟技术对声源进行定位,互相关算法对宽频带信号（扫频信号）定位比较准确,对窄带信号（风琴信号）定位不显著,分析了影响声源定位精度的因素,并改进声源定位系统.通过实验验证了影响风琴信号声源定位的因素,实现了风琴信号的声源定位,并在NI CompactRIO系统上开发了一个实时声源定位系统.     

基于DSP的声音采集系统硬件设计

介绍了DSP声音采集系统的硬件设计思想,以及硬件接口电路,包括电平转换电路、AD转换电路、存储器、JTAG电路和USB接口电路等的设计方法,可以实现将模拟信号转化为数字信号进行处理并上传。     

基于TMS320DM642麦克风阵列声源定位系统

麦克风声源定位是利用麦克风阵列拾取语音信号,并用数字信号处理技术对其进行分析和处理的声源定位技术.在麦克风阵列声源定位中,语音信号端点的拾取是重要的环节.语音端点检测是对接收到的信号利用端点检测算法分析,以确认麦克风阵列中语音信号到达的端点;并利用麦克风阵列中各麦克风接收到的语音信号的端点的先后,计算出麦克风阵列接收的...     

针对头佩式麦克风阵列的声源定位算法研究

头佩式麦克风阵列在单兵便携反狙击声探测定位系统和机器人声定位系统中具有实际的应用价值。一般的声源定位方法是基于无遮挡的线性或非线性麦克风阵列。采用头佩式麦克风阵列,考虑到背向声源麦克风的低频声波由于头盔遮挡而发生的衍射作用,针对低频波段的声音信号进行定位算法的设计和研究。该算法利用低频声波的绕射路径计算时延,采用联合可控功率响应（SRP-PHAT）框架进行时延补偿搜索定位。实验表明,相比于普通的无遮挡定位算法,基于绕射路径的头佩式麦克风阵列定位方法通过综合利用背向声源的麦克风数据,明显地提高了定位的精度,这种精度的提升在选择1 kHz以内的信号频率窗口时达到最佳效果。     

麦克风阵列声源定位与跟踪性能改进

针对将线形全向麦克风阵列应用于室内声源定位与跟踪时出现的对称双主瓣、空间角分辨率下降、选择性频率衰落等问题,提出了相应的解决方法。联合使用所提出的三个方法,将大幅度提高室内线形全向麦克风阵列声源定位与跟踪的性能,而不必改变阵列拓扑结构、不增加硬件成本。     

用刚性表面球形传声器阵列重构入射波声场与识别定位声源

刚性表面球形传声器阵列是测量三维声场常用的前端,由于刚性球面对入射波声场有散射影响,直接测量值不是原入射波声场的声压值,因而不能使用在自由声场条件下建立的声场模型和近场声全息方法来重构入射波声场.通过刚性球体表面声波散射的数学模型,建立起入射波声压与发生散射后总声压之间的关系,进而通过刚性表面球形传声器阵列测量声压,计算入射波声场分布,并进行声源识别定位.通过仿真与实验,检验了球面入射波遇到刚性表面球体发生散射后,球体表面处声压分布的变化.由球面近场声全息方法,重构球形阵列表面及外部空间的入射波声场,检验了波数、重构距离参数变化对声场重构精度的影响.结果表明:采用刚性表面球形传声器阵列测得的声场总声压,运用根据声波散射模型建立的球面近场声全息方法,可以以一定的精度重构出入射波声场的三维空间分布.     

基于七元传声器阵列的声源定位算法及性能分析

为了准确定位声源所在空间位置,提高声源定位性能,在分析方位估计算法的基础上,建立七元传声器阵列模型,提出一种声源定位算法。根据阵元间的矢量关系,推导出声源方位计算公式,实现声源定位。利用阵列参数,水平偏角、仰角和声源到阵元中心距离,与定位性能关系,对测距测向精度进行分析。结果表明,该算法声源坐标误差为1.0%,方位角误差为0.5%,具有较好的定位效果。     

基于正四棱锥结构的机器人声源定位系统研究

声源定位成为机器人智能研究的重要方向。针对当前声源定位精度不理想、实时性不佳等问题,提出了一种正四棱锥麦克风阵列声源定位结构。采用时间延迟估计的声源定位方法,并提出时延值的快速搜索策略;推导了该结构的基于信号时延的时空映射关系,建立了声源目标位置的几何计算模型,并依据正四棱锥结构特点及冗余的时延值对值域划分,缩小求解范围,运用迭代算法得到声源的位置坐标,并通过双重筛选机制剔除错误的定位结果。实验结果证明了该结构及定位算法在提高系统定位精度和实时性能的有效性,能满足机器人应用中对声源定位的需求。     

基于差分麦克风阵列和语音稀疏性的多源方位估计方法

差分麦克风阵列为实现小尺寸阵列条件下的声源定位提供了一条重要技术途径。语音信号具有稀疏性,利用该特性可实现基于差分麦克风阵列的多声源方位估计,其中的典型方法为直方图法。针对差分麦克风阵列,本文提出了一种基于时频掩蔽和模糊聚类分析的短时平均复声强多声源方位估计方法。分析了不同阵列尺寸条件下时频掩蔽频带范围的选择问题。该方法具有闭式解,在强混响噪声环境下的性能优于直方图法,并且受阵列尺寸变化的影响较小。为了改善直方图法的性能, 基于时频掩蔽的思想,文中还给出了一种修正的直方图方法。混响噪声环境下的仿真实验结果验证了本文所提方法的有效性。