一種多聲源數據采集系統設計及仿真

2 實(shí)驗平臺搭建

多聲源數據采集系統框圖如圖5 所示，主要包括：PC 機、外擴聲卡、麥克風(fēng)陣列。

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實(shí)驗平臺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，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， 用圓形的揚聲器進(jìn)行播放滿(mǎn)足了點(diǎn)聲源的要求。② PC 機中用VB 編寫(xiě)數據采集的控制界面用來(lái)控制信號采集的開(kāi)始和結束。③一臺PC 機可外擴多個(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。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。

聲源的設計：選用圓形的揚聲器作為實(shí)驗的聲源點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)在于揚聲器發(fā)出的聲音信號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都是一樣的。麥克風(fēng)陣列的設計：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波長(cháng)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(huà)器。

多聲源數據采集VB 控制界面如圖6 所示，首先檢測PC 機上的聲卡設置，選中所需要用的聲卡設備，設置好采樣頻率和數據的保存路徑，點(diǎn)擊開(kāi)始采集，即可得到真實(shí)環(huán)境中的聲源信號。

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麥克風(fēng)1、2、3、4、5 采集到的信號波形如圖7 所示：

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3 總結

本文實(shí)現了多聲源數據采集系統仿真及硬件平臺的搭建，系統仿真界面可視化好。硬件中PC 機存儲、處理數據速度快，實(shí)時(shí)性好。這種實(shí)驗設計主要解決了各路信號采集時(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)間差對多聲源定位算法的研究。此仿真系統可應用于對數據同時(shí)采集及采樣頻率等要求較高的地方。