音頻工程的案例
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應(yīng)用領(lǐng)域
1.教育和培訓(xùn)
2.科學(xué)研究(例如:流體紊動(dòng)頻譜分析....)
3.工業(yè)測量(例如:振動(dòng)分析,沖擊分析,轉(zhuǎn)速記數(shù),壓力容器容積壓力測量,相關(guān)分析,超聲測距....)
4.音頻工程(例如:噪音分析,聲壓檢測,汽車音響...)
5.電子測試(例如:波型分析,頻譜分析,八度分析,頻響分析,BODE圖,阻抗測試,LCR,瞬態(tài)記錄,...)
6.樂器校準(zhǔn)(例如:吉它校音...)
7.醫(yī)療診斷(例如:心肺聽音,心跳記數(shù),ECG/EKG...)
著名機(jī)構(gòu)客戶包括:
1. Stanford Univ., Mechanical Engineering Dept.
2. Louisiana State University, Dept. of Chemistry, Dept., Dept. of Physics & Astronomy
3. Univ. of New South wales
4. Flinder Univ.
5. Boeing
6. Dolby Lab (UK)
展開 開關(guān)電源有“聲音”？原來可以這樣解決！
音頻噪聲一般指開關(guān)電源自身在工作的過程中產(chǎn)生的，能被人耳聽到頻率為20-20kHz的音頻信號(hào)。電子和磁性元件的振蕩頻率在人耳聽覺范圍內(nèi)時(shí),會(huì)產(chǎn)生能聽見的信號(hào).這種現(xiàn)象在電力變換研究初期已為人知.以50和60Hz工頻工作的變壓器常常產(chǎn)生討厭的交流噪聲.如果負(fù)載以音頻元件調(diào)制,以恒定超聲頻率工作的開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器也會(huì)產(chǎn)生音頻噪聲。
低功率電平時(shí),音頻信號(hào)通常與轉(zhuǎn)換器無關(guān).但是,設(shè)計(jì)人員可能希望降低其電路的聲波發(fā)射.低功率AC-DC轉(zhuǎn)換器中,將50或60Hz變壓器的鐵心薄片焊接在一起,能使交流噪聲降至容許的水平.高頻開關(guān)轉(zhuǎn)換器中的鐵氧體變壓器也采用了類似的技木。
過去常用高級(jí)音頻工程設(shè)備來研究開關(guān)電源的聲波輻射.這種裝置可以非常精確地測量絕對(duì)聲壓級(jí)和聲譜,但人類對(duì)聲音的感覺是很主觀的.很難說多大的聲音是能聽到的,更難以確定的是在特定應(yīng)用中多大的聲音會(huì)被認(rèn)為是難以忍受的噪聲。
聲波輻射與電磁輻射相似,但沒有用于衡量聽覺容忍度的通用基準(zhǔn).因此,設(shè)計(jì)者可以依據(jù)以下方針來處理與音頻噪聲相關(guān)的問題,減少產(chǎn)品的聲音輻射。
電源音頻噪聲的產(chǎn)生與抑制方法
一：變壓器產(chǎn)生的音頻噪聲
在大多數(shù)反激式轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中,變壓器是主要的音頻噪聲源.試驗(yàn)板上第一個(gè)變壓器原型產(chǎn)生的噪聲往往令人吃驚.采用眾所周知的恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)技巧將基本上消除噪聲而不增加額外的費(fèi)用.在裝配原型變壓器時(shí)要注意成品性能的可重復(fù)性.
網(wǎng)絡(luò)配圖
有一些機(jī)制會(huì)產(chǎn)生變壓器噪聲,每種都會(huì)產(chǎn)生發(fā)出聲音的機(jī)械位移.這些機(jī)制包括:
相對(duì)運(yùn)動(dòng)—磁芯兩部分間的吸引力使其移動(dòng),壓迫將其分隔的介質(zhì).
撞擊—如果兩塊磁芯的表面能接觸,它們響應(yīng)磁通激勵(lì)而移動(dòng)會(huì)使二者碰撞或刮擦.
展開 語音識(shí)別系列之脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征工程
二、SNN-KWS/ASR特征工程
將SNN應(yīng)用于語音喚醒（Keyword Spotting, KWS）[1]甚或語音識(shí)別（Automatic Speech Recognition, ASR）[2]，首要問題即是如何將語音，或更廣一點(diǎn)，音頻轉(zhuǎn)換為神經(jīng)脈沖序列（后文將這種轉(zhuǎn)換簡稱為Audio2Spike），它隸屬SNN在音頻領(lǐng)域的特征工程，決定了SNN-KWS/ASR的性能上限。
（1）物理模型
文獻(xiàn)[1]中SNN-KWS使用的Audio2Spike轉(zhuǎn)換方法見文獻(xiàn)[3]，后者還附帶了Github代碼（以Python單元測試框架Unittest寫就）。該轉(zhuǎn)換方法對(duì)音頻至脈沖的生物過程建立物理模型，考慮了鼓管、前庭管、蝸孔、卵圓窗、圓窗的流體動(dòng)力學(xué)基底模型，將音頻（聲壓）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為基底膜在不同位置的運(yùn)動(dòng)速度數(shù)據(jù)，再由考慮了離子傳輸機(jī)制的毛細(xì)胞模型將運(yùn)動(dòng)速度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為神經(jīng)脈沖，最后由泄露積分發(fā)射（Leaky Integrate-and-Fire, LIF）神經(jīng)元模型完成鎖相。
注1：基底膜在耳蝸底窄而剛（對(duì)高頻響應(yīng)好），在耳蝸頂寬而柔（對(duì)低頻響應(yīng)好），此特性決定耳蝸實(shí)際上是一個(gè)分頻器，耳蝸各處毛細(xì)胞對(duì)不同頻率響應(yīng)能力不同，連接毛細(xì)胞的神經(jīng)纖維形成螺旋神經(jīng)節(jié)后有序地將音調(diào)拓?fù)溆诚瘢═onotopic map）轉(zhuǎn)繼到腦干中的耳蝸核。
注2：鎖相（Phase locking）是指毛細(xì)胞發(fā)射的神經(jīng)脈沖間隔，是該處最佳響應(yīng)頻率周期的整數(shù)倍，或說，毛細(xì)胞發(fā)射神經(jīng)脈沖的時(shí)刻，對(duì)應(yīng)聲波某個(gè)特定相位。由于動(dòng)作點(diǎn)位啟動(dòng)后存在不應(yīng)期，持續(xù)約0.1~1ms，所以鎖相現(xiàn)象一般存在于1kHz以下的聲波（否則上一個(gè)脈沖還沒結(jié)束，下一個(gè)還未能發(fā)射）。
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