一種多聲源數據采集系統設計及仿真

2 實驗平臺搭建

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、麥克風陣列。

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實驗平臺搭建目的保證了各麥克風陣元是同時開始采集聲源信號，即保證了采集時間零點的同步，具體搭建過程如下：①聲源選擇單頻率正弦波信號， 用圓形的揚聲器進行播放滿足了點聲源的要求。② PC 機中用VB 編寫數據采集的控制界面用來控制信號采集的開始和結束。③一臺PC 機可外擴多個聲卡，每個聲卡的左右聲道分別接兩個麥克風，即每個聲卡可同時采集兩路信號。④麥克風放置成L 型，相鄰兩陣元之間的距離為5cm,安裝時保證陣列和聲源在同一個水平面上。

聲源的設計：選用圓形的揚聲器作為實驗的聲源點，其優點在于揚聲器發出的聲音信號是以圓形向四周傳播開來，保證每個麥克風陣元接收到的聲音信號都是一樣的。麥克風陣列的設計：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，點擊開始采集，即可得到真實環境中的聲源信號。

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麥克風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，實時性好。這種實驗設計主要解決了各路信號采集時間零點同步的問題，避免了采集過程中存在的時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采集及采樣頻率等要求較高的地方。