解释麦克风输出信号

信息处理 声音的
2022-02-18 08:57:44

我对麦克风产生的信号的解释有疑问。

麦克风的输出是对应于膜上压力的电压电平。让我困惑的部分是为什么输出信号值位于平均值之上和之下(附图片)。“上方和下方”的值是否对应于膜偏转,然后返回其原始位置?如果是这种情况,我是否应该只考虑高于平均值的值以便进一步计算 Fft?

谢谢!在此处输入图像描述

4个回答

声音的行为(或多或少)像波浪。当正峰撞击膜时,它向一个方向移动,然后“吸入”另一个方向。就像海滩上的海浪一样。每个正峰值都会产生一个相等的负峰值(在完美世界中......)。不同波的叠加使得很难直接看到这一点。

平均值不一定是大气压,而是它与麦克风电路特性的结合。

对于您的 fft,您必须考虑正值和负值。但是,如果您不关心非常低的频率,您可能希望摆脱平均值。

声音是来自静态大气压力水平的微小压力波动。请在此处查看来自 Wikipedia 的图。声压级

  1. 安静
  2. 听得见的声音
  3. 气压
  4. 声压

因此,麦克风测量将以某个平均值为中心。您应该考虑对整个信号进行频率分析。否则,您将削波可能导致非线性失真的信号。

FFT 寻找输入信号和一堆正弦波形(FFT 基向量)之间的相关性。请注意,波形看起来不像或不是正弦波,除非它包括高于和低于零的部分,或者中间或平均值。所以不要扔掉或剪掉低于平均值的部分。

除了前面的答案,正如@Laurent Duval 指出的那样,如果您的垂直轴正确,您的数据可能是从 0 到 1023 的无符号 10 位。

首先,您应该将数据缩放到 [-1,1) sig_scaled = ADC_lectures / 1023

来自维基百科,“在数学中,傅里叶级数是一种将函数表示为简单正弦波之和的方法。更正式地说,它将任何周期函数或周期信号分解为一组(可能无限)简单振荡函数的总和,即正弦和余弦(或等效地,复指数)。”

同样,正如@hotpaw2 所指出的那样,正弦波包括负部分和正部分 [-1,1],因此您的信号也应该包括它们。