Page 34 - 碳排法規啟動 電源技術助用電大戶渡難關

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設計新技術
音訊訊號檢測設計指南
Viacheslav Kolsun，Dialog Semiconductor應用工程師
聲音可以用類比音訊訊號、也可以用數位音訊訊號來表徵。類 比音訊訊號強度採用電壓，不同類型的換能器將聲音轉換為 電訊號，或者將電訊號轉換為聲音。音訊訊號頻率範圍約為 20Hz~20kHz。
100Hz 4 500Hz 2 3kHz 2
600ms 600ms 600ms
頻率
最少交叉/穿越次數
測量週期
麥克風和揚聲器這類的音訊 源分別產生或接收音訊訊號，但 訊號源也可能是白色雜訊或單音 雜訊。這些雜訊可能由電路中引 起，並且其頻率位於音訊範圍內; 有時候，雜訊中可能根本沒有有用 訊號。在檢測音訊訊號時，必須考 慮這些可能性，以便區分雜訊和無 用訊號，以及真實音訊訊號(如人 類語音、音樂和自然聲音)。
人耳可以聽到訊號頻率大約 在20Hz~20kHz範圍內。該範圍 可包括來自諸如變壓器嗡嗡聲或 來自各類無線電系統的白色雜訊 等單音調，這些聲音在音響系統 中是不期望出現的;聲音過高的時 候會損害聽力。人類的語言、音樂 和自然聲音具有不同的頻率，這些 頻率連續變化。因此，音訊檢測器 應記錄頻率變化，並根據這些變 化拾取有用的音訊訊號。
www.eettaiwan.com | 2022年02月
頻率:100Hz、500Hz和3kHz。對 於給定訊號，系統統計訊號頻率在 特定時間段內與基準頻率交叉的 次數。僅考慮從低頻到高頻的交 叉;例如，從50Hz~150Hz將算作 交叉100Hz，而從150Hz~50Hz則 不算。如果訊號以表1中規定的最 少次數穿過這三個基準頻率中的任 何兩個，則該設計將其視為音訊。
表1:表中提供檢測音訊訊號所需的最小頻率交 叉(穿越)次數;這些數字可以透過I2C根據使用者 需要進行調整。
音訊訊號(綠色):像語音或 音樂一樣變化的音訊訊號。該訊 號分別穿越100Hz 6次，500Hz 5次，3kHz 1次。該訊號曲線穿 過所有三個基準頻率，儘管設備 未檢測到3kHz，因為它只穿過1 次;如表1所示，必須交叉穿越至 少2次才被檢測到。該裝置檢測到 500Hz (交叉5次;表1中規定最小 值為2次)和100Hz (交叉6次;表1 中規定的最小值為4次)。由於它 與兩個參考訊號交叉足夠多次， 因此該訊號被檢測確認為音訊。
音訊訊號檢測原理
雜訊訊號(黑色):該雜訊曲線 三次穿越3kHz基準頻率。
圖1中顯示了三個樣本訊號:
單音嗡嗡聲(紅色):該單音曲 線沒有穿越任何一個基準頻率。
請注意，語音或音樂可以有停
音訊訊號檢測的基本原理如 圖1所示。系統設計考慮三個基準
圖1:音訊訊號檢測的工作原理。
(來源:Dialog Semiconductor)
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