CN208173243U - 一种猪声音信号采集系统 - Google Patents

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黎煊
高云
曹唪粒
阮涛
袁培民
郑相麟
苏振鹏
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Abstract

该猪声音采集系统主控芯片为MSP430F5529单片机，外围电路模块有电源模块，麦克风前置放大器模块，带通滤波器模块，DA模块，Micro SD Card存储模块，音频功率放大器模块。电源模块能实现对单节锂电池充电的功能，并且将电池电压先升压再稳压后为其它模块供电。声音信号先经驻极体话筒转变为电信号，然后通过前置麦克风放大器将输出信号放大到音频电压电平，前置放大完成后连接四阶带通滤波器将信号带宽限制到猪发声频率范围300Hz～10KHz内，滤波后的信号直接通过单片机内部ADC12模块进行实时采样，采集数据通过SPI通信存储到Micro SD Card中，保存为WAV格式的音频文件。回放部分选用12位的DAC芯片DAC7311将数字音频信号还原为模拟信号，并通过D类功放TPA2005D1进行功率放大后推动扬声器发声。

Description

一种猪声音信号采集系统
一、技术领域
本实用新型涉及一种猪声音信号实时采集系统，实现对猪声音信号的实时采集及回放。
二、背景技术
猪在家畜饲养中占有重要的地位，因此对猪的生理习性的研究一直没有间断，对其发声信息的研究也持续了近半个世纪。音频采集系统是微型计算机应用领域的一个重要领域，用微型计算机控制的数据采集和处理系统可以代替人力完成大量的重复性工作，处理速度快，精度高，是进行作业现场采集数据的有效手段。然而，由于数字处理器速度的不断提高，这些复杂的音频处理算法可以很容易的通过信号处理器实现，因此如今很多音频处理采用数字信号处理器实现。然而原始的音频信号都是模拟的。如果采用数字信号处理进行音频处理，首先面对的就是音频采集，处理和输出问题。
三、发明内容
要解决的技术问题：
本实用新型的目的是提供一猪声音实时采集系统，本系统旨在研究一种适用于生猪养殖环境的声音信号采集系统，音频文件必须要有很低的失真度，才能更好的为后续的声音分析做准备。本猪声音信号采集系统是整个猪发声分析的基础设备。
附图说明：
图1是系统框图；
图2是锂电池充电电路；
图3是麦克风前置放大电路；
图4是四阶巴特沃斯高通滤波器；
图5是四阶巴特沃斯低通滤波器；
图6是Micro SD Card应用电路。
具体实施方式
结合图1所示，该声音采集系统主控芯片为MSP430F5529单片机，外围电路模块有电源模块，麦克风前置放大器模块，带通滤波器模块，DA模块，Micro SD Card存储模块，音频功率放大器模块和液晶显示模块。
电源模块能实现对单节锂电池充电的功能，并且将电池电压先升压再稳压后为其它模块供电，结合图2所示锂电池充电电路，充电电路采用专用芯片CN3052A完成，调制输出电压为4.2V，精度达1％。充电电流的大小可以通过一个外部电阻R4调整。当输入电压(交流适配器或者USB电源)掉电时，CN3052A自动进入低功耗的睡眠模式，此时电池的电流消耗小于3微安。其它功能包括输入电压过低锁存，自动再充电，芯片使能输入端，电池温度监控以及状态指示等功能。
声音信号首先经驻极体话筒转变为电信号，然后通过前置麦克风放大器将输出信号放大到音频电压电平，结合图3所示，麦克风前置放大麦克风(IMIC)中的电流具有偏置内部JFET所需的直流分量(Idc)，和由声波引起的交流分量(Iac)。如果电容器C3的阻抗在音频频率范围内远低于R1，则Iac将流过C3而不是R1。运算放大器U1用作跨阻放大器，并通过在运放同相端加入直流偏置使运放能工作在单电源状态并且输出摆幅达到最大。
前置放大完成后连接四阶带通滤波器将信号带宽限制到猪发声频率范围300Hz～10KHz内，如图3所示，四阶高通滤波器采用单电源，运算放大器采用OPA322，为使运放输出得到最大摆幅，在运放输入端加入直流偏置1/2VCC，截止频率取100KHz，经计算电容C取100nF，R1取7990Ω，R2取3690Ω，R3取9970Ω，R4取1900Ω。同理结合图4所示，四阶低通滤波器运放采用OPA4530，截止频率取300Hz，R1取2730Ω，R2取38170Ω，R3取1910Ω，R4取6850Ω，C1取1nF，C2取4.7nF，C3取1nF，C4取10nF。
滤波处理后的信号直接通过单片机内部ADC12模块进行实时采样，采集数据通过SPI通信存储到Micro SD Card中，其供电电路如图6所示。声音信号保存为WAV格式的音频文件。回放部分选用12位的DAC芯片DAC7311将数字音频信号还原为模拟信号，并通过D类功放TPA2005D1进行功率放大后推动扬声器发声。液晶模块显示当前操作状态，通过按键控制录音或回放。

Claims (4)

1.一种猪声音信号采集系统，其特征是通过前置麦克风放大大器将输出信号放大到音频电压电平，前置放大完成后连接四阶带通滤波器将信号带宽限制到猪发声频率范围300Hz～10kHz内，滤波处理后的信号直接通过单片机内部ADC12模块进行实时采样，采集数据通过SPI通信存储到Micro SD Card中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是具有单电源麦克风前置放大器设计，麦克风前置放大麦克风中的电流具有偏置内部JFET所需的直流分量，和由声波引起的交流分量，如果电容器C3的阻抗在音频频率范围内远低于R1，则Iac将流过C3而不是R1，运算放大器U1用作跨阻放大器，并通过在运放同相端加入直流偏置，使运放能工作在单电源状态并且输出摆幅达到最大。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征是具有带通滤波模块，猪发声范围是300Hz～10KHz，四阶高通滤波器采用单电源，运算放大器采用OPA322，为使运放输出得到最大摆幅，在运放输入端加入直流偏置1/2VCC，截止频率取100KHz，经计算电容C取100nF，R1取7990Ω，R2取3690Ω，R3取9970Ω，R4取1900Ω，同理结合图4所示，四阶低通滤波器运放采用OPA4530，截止频率取300Hz，R1取2730Ω，R2取38170Ω，R3取1910Ω，R4取6850Ω，C1取1nF，C2取4.7nF，C3取1nF，C4取10nF。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征是具有锂电池充电电路，充电电路采用专用芯片CN3052A完成，调制输出电压为4.2V，精度达1％，充电电流的大小可以通过一个外部电阻R4调整，当输入电压掉电时，CN3052A自动进入低功耗的睡眠模式，此时电池的电流消耗小于3微安，其它功能包括输入电压过低锁存，自动再充电，芯片使能输入端，电池温度监控以及状态指示等功能。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110972000A (zh) * 2019-12-31 2020-04-07 青岛海之声科技有限公司 一种麦克风阵列信号降噪系统及麦克风阵列优化方法
CN111951812A (zh) * 2020-08-26 2020-11-17 杭州情咖网络技术有限公司 一种动物情感识别方法、装置及电子设备

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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