Làm thế nào để tôi đo độ ồn?


7

Tôi đang chơi đùa với một ý tưởng cho một nhạc cụ kỹ thuật số có kiểm soát hơi thở. Tôi đã thử nghiệm thành công với các cảm biến áp suất và chúng có lẽ là cách phù hợp, nhưng ý tưởng đầu tiên của tôi chỉ là sử dụng micro bịt kín bằng nhựa. Tôi chưa bao giờ đi rất xa với nó, nhưng tôi nghĩ nó vẫn có tiềm năng cho loại phản ứng tôi muốn.

Ý tưởng là một luồng không khí hướng vào micrô sẽ tạo ra tiếng ồn trắng (chỉ cần nghĩ thổi trên mic) và tôi có thể sử dụng độ ồn của tiếng ồn này để tạo ra đường bao ADSR cho âm thanh của mình. Che mic bằng tấm nhựa vẫn cho phép điều này hoạt động và bảo vệ nó khỏi độ ẩm trong hơi thở của bạn.

Tuy nhiên, hầu hết kinh nghiệm điện tử của tôi là kỹ thuật số (từ kỹ thuật số rời rạc ở trường đại học đến vi điều khiển bây giờ) và tôi là một lập trình viên nhiều hơn. Tôi đã đi xa hơn khi nhìn vào tín hiệu nhiễu trên phạm vi của mình và xác minh rằng nó có các đặc điểm tôi muốn (sử dụng cường độ âm được làm mịn, tích cực của tiếng ồn như âm lượng của âm tổng hợp) và tôi biết rằng nếu tôi có thể nhận được với phạm vi tương tự đủ rộng, tôi có thể sử dụng ADC để có cường độ kỹ thuật số. Điều tôi thiếu là kiến ​​thức tương tự để lấy dạng sóng nhiễu và biến đổi nó thành tín hiệu tương tự khác nhau biểu thị cường độ dương trung bình ở tốc độ lấy mẫu khá cao.

Bất kỳ ý tưởng hoặc liên kết để giúp tôi bắt đầu?

Tái bút
Tôi thực sự không biết câu trả lời nào là hoàn toàn chính xác cho đến khi tôi thực hiện một số thử nghiệm, nhưng cho đến nay các câu trả lời vẫn rất tuyệt. Đồng hồ VU khá gần với những gì tôi cần và nhắc nhở rằng độ ồn là logarit cũng hữu ích.

Có thể dễ dàng hơn để giải quyết vấn đề của tôi theo cách này: Tôi muốn điều khiển âm kỹ thuật số (được tạo hoặc qua MIDI) trong đó "độ to" của âm tỷ lệ với cường độ âm thanh được tạo ra bằng cách thổi trên mic nếu điều đó làm cho bất kỳ ý nghĩa hơn.


Bạn có thể đăng ảnh chụp màn hình (hoặc bản vẽ) của dấu vết phạm vi của bạn không? Đây là một câu hỏi rất khác nhau nếu bạn đang làm việc với các hình sin gần hoặc tín hiệu có mức tăng cao. Nếu nó chỉ là một hình sin, chỉ cần khuếch đại nó và chạy nó qua bộ chỉnh lưu cầu, xuất ra một nắp nhỏ và điện trở cống để có được tín hiệu gần như DC.
Kevin Vermeer

Câu trả lời:


7

Độ to tương quan với biên độ RMS , không phải biên độ cực đại, vì vậy bạn cần phải

  1. lấy mẫu đầu vào thường xuyên, ghi lại các mẫu vào bộ nhớ
  2. lấy một mẩu mẫu và vuông mỗi
  3. lấy trung bình của tất cả các giá trị kết quả
  4. căn bậc hai

Bạn có thể đơn giản hóa điều này tùy thuộc vào mức độ chính xác mà bạn cần.


Oh chờ đợi, bạn muốn đầu ra tương tự. Bạn có thể đặt sóng qua bộ chỉnh lưu chính xác ( sơ đồ ) để có giá trị tuyệt đối, sau đó lọc bằng bộ lọc RC để lấy đường bao của nó, như trong mạch dẫn đến chân 5 của sơ đồ này . Thay vì IC đó, chân 5 sẽ là ADC của micro của bạn. Đó không phải là RMS, nhưng nó sẽ cho bạn thấy độ to gần đúng. Đây là cách mà hầu hết các mét VU hoạt động.


Cuối cùng tôi muốn đầu ra kỹ thuật số, để nó có thể hoạt động. Tôi chỉ quan tâm đến tỷ lệ lấy mẫu yêu cầu.
cmpalmer

Nếu bạn lấy mẫu ở tốc độ thấp hơn, bạn sẽ chỉ bắt được các tần số thấp hơn (từ DC đến một nửa tần số lấy mẫu). Nếu bạn chỉ muốn bắt ai đó thổi vào mic, thì điều đó có lẽ đủ tốt.
endolith

3

Bạn sẽ muốn một bộ khuếch đại logarit hoặc log amp.

Độ to được đo bằng decibel; những gì nghe có vẻ như tăng / giảm âm lượng tuyến tính đối với con người, thực sự tương ứng với những thay đổi theo cấp số nhân trong năng lượng âm thanh.

Bạn có thể làm điều này bằng cách mua IC giá (ví dụ: LT5537 của công nghệ tuyến tính ). Hoặc bạn có thể tự làm điều đó với op-amps, điện trở, điốt và bóng bán dẫn. Các bóng bán dẫn có mối quan hệ logarit rất tốt giữa dòng điện thu và điện áp cơ bản trên 5 hoặc 6 thập kỷ của dòng điện (thường từ 10 - 100s nA đến 1-10mA) và có thể được kết hợp với op-ampe để biến dòng điện hoặc điện áp thành một điện áp logarit ra (xem trang web này để biết mạch dọc theo đồ họa dạng sóng w / spiffy). Trước tiên, bạn cần phải có đầu dò dạng sóng đến RMS của riêng mình, sau đó đưa kết quả vào một amp log.

Nếu bạn không sử dụng log-amp, bạn bị giới hạn trong phạm vi động bởi độ phân giải + độ tuyến tính + độ lệch bằng 0 của ADC bạn sử dụng, có thể chỉ ở mức 20-30dB.


1

Tôi khuyên bạn nên khuếch đại tín hiệu đến một mức nào đó trong phạm vi từ 0V đến 3,3V và đưa tín hiệu này vào ADC của vi điều khiển của bạn. Một bộ xử lý tín hiệu số khá nhanh sẽ cần được sử dụng. Tôi đề nghị một cái gì đó giống như một DSPIC33F. Khi bạn có tín hiệu tương tự hoạt động, phía kỹ thuật số không nên quá khó, dựa trên kiến ​​thức kỹ thuật số của bạn.


Vì vậy, tôi chỉ cắt phần âm của tín hiệu và sau đó lấy trung bình các mức tối đa khi chúng được lấy mẫu, hoặc tôi có xử lý tín hiệu hơn nữa trước bước ADC không? Tôi đoán những gì tôi thực sự tìm kiếm là coi nhiễu là tín hiệu điều chế biên độ và cố gắng trích xuất tín hiệu. Điều đó có ý nghĩa?
cmpalmer

Nó phụ thuộc vào tốc độ bạn cần. Nếu bạn trực tiếp lấy mẫu tín hiệu âm thanh, bạn có thể thực hiện những thứ ưa thích như tính toán RMS, FFT và bạn có băng thông tín hiệu cao hơn, để nó có thể đáp ứng nhanh chóng với các thay đổi. Nếu bạn lọc tín hiệu (chẳng hạn như phát hiện các đỉnh), bạn có thể sử dụng một vi nhỏ hơn.
Thomas O
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.