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纯净的硅(中级)

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F7设计小分队征集中
队名(振奋士气的): F7 digger
项目名称: 多功能调音器
所要实现功能描述: 主要功能是利用预置数据,对吉他、小提琴、古筝等乐器实现自动或者手动的音准校准。
时间安排/项目实施细则: 在写时间安排之间先说说我的动机和一些具体的考虑。首先是为什么要参加这个活动?因为这是一个全新的活动形式,新在团队合作,而且是网络化的团队合作。网络化团队合作的基础是什么?信息共享,这也是网络合作的基础和优点;但是网络不能解决硬件的修改与同步,这是缺点,也即是说在项目选择过程中必须考虑到团队硬件的一致性。因此必须选用成熟的平台和成熟的外围器件,否则所谓的网络合作将会遇到大量的阻碍,比如当外围硬件电路需要修改的时候,比如外围器件比较复杂,比较昂贵。因此项目选择上尽可能的利用板子上已有的设备(音频电路比较完备,还有两种mic可以测试比较),但又能发挥板子性能的(利用FPU实现快速的频谱分析,需要大量数据采集分析时有外接sram,sd卡可以预存多种音准数据,大屏直观显示测试结果和调整方向)。唯一的是,如果需要测试驻极体麦克风的效果,可能会有偏差,毕竟大家手机耳麦上的可能性能不同。

在硬件统一之后还需要考虑开发环境,这个往往会受到个人爱好影响,盲目的要求统一,也是不现实的。但是STm32F7的库因为只有cube,所以只要这个层面统一,那上层应该问题不大。

软件的团队合作也是很大挑战,除了开发环境,还有软件任务的分配,因此基本在项目发布前就必须有个简要的分配,不然开始后就会扯皮,最后说不定就变成了一个人的项目。所以项目分以下几块,请有兴趣的网友在跟帖的时候就说明自己希望参与的模块。对参与的网友的简单要求就是有阅读100页以上官方英文文档的耐心(有经历更好啦),毕竟作为新的芯片,其驱动库是可能有bug的。
1、音频信号的采集与验证
由于这颗板上的麦克风并非由分立电路放大送AD采集,而是用了WM8994,因此采集工作有所简化,而更多的是这颗芯片的驱动(SAI口),以及采集后信号的验证。正因为直接用了WM8994,因此采集后信号的验证是个大问题,毕竟发声的驱动信号和声音信号还是不同的。
2、频谱分析以及基频频率的测量
由于是分开进行,因此在信号采集和验证尚未完成时,需要能自己写一些标准常见信号,比如sin、方波、三角波,并用自己编写的接口函数来验证频谱分析及基频频率的测量结果的正确性。这个涉及一定的数字信号处理功底和arm DSP库使用的实践。
3、触控界面的设计
用户控制和最后显示、提示结果的出现的地方。初期显示可以用比较简洁,仅使用简单背景+文字的形式,后期可以扩展预置背景图片显示等功能。由于开发板上只有一个用户按键,因此屏上的触摸功能选择也是需要的。
4、外围存储器的驱动
项目中会涉及外围存储器的读写,比如从sd卡中读取背景和图标文件,对扩展sram的读写等。
5、项目分配与调度,测试环境的建立与测评。

项目实施上会按照总-分-总来进行,大致时间安排如下:
9-10月,总:队员熟悉开发环境,确定程序架构,确定功能模块间的接口定义。
10-11月,分:按照功能分配,完成各自的模块开发和测试任务
11-12月,总:功能汇总及队员的自由发挥。到了最后阶段,组员除了完成原定目标外,还自己对模块进行组合,完成自己的特色功能,也就是说,希望最后这一组出来的不是一个成果,而是1+N个成果。
代表创意的图片(用于项目展示用,好的图片会吸引更多人关注):

F7 digger,一起来discover [复制链接]

 

请跟帖网友明确表示“我要支持”,还是“我要参与”,以便最终的统计数据明确,决定创意能否入围,如无明确表示,将视为无效跟帖。
注:“我要参与”的网友请简单介绍一下自己(项目经历等),有助于最终的评选。
大赛交流群号:368820438

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我想参与,本人接触过音频编解码产品,M7的dsp处理功能应该很优秀,对这个很感兴趣,接触过st的M3,M4,会点简单的FPGA  详情 回复 发表于 2015-9-17 19:42
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这挺有意思,支持一下。我要支持
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这个调音器不错,支持一下。
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嘿嘿,这个嘛,我要参与。
本人是Hi-Fi党,爱好DIY耳放、音频DAC、ADC这类东西。弹过吉他,玩过MIDI。
硬件方面用过8位的51, AVR,32位的ARM7, Cortex-M0,常使的是FPGA,都是个人业余DIY。
擅长音频信号处理,我相信算法方面的事情我可以搞定。硬件上不太复杂的PCB设计也可以搞定,可搜索论坛里我的主题贴看我发表过的DIY作品。
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哇,欢迎高手啊  详情 回复 发表于 2015-8-26 15:05
 
 
 

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cruelfox 发表于 2015-8-26 10:12
嘿嘿,这个嘛,我要参与。
本人是Hi-Fi党,爱好DIY耳放、音频DAC、ADC这类东西。弹过吉他,玩过MIDI。
硬 ...

哇,欢迎高手啊
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预置数据怎么得到呢?本人对楼主的创意挺感兴趣,使用cortex M0,M3做过一些数模混合系统,对模拟电路比较熟悉,但是对音频没怎么接触过,除了最近用LA4533M做了个耳机功放,希望楼主给解释一二,如果可以的话,我参加第一部分的工作。
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因为每个乐器的每根弦或者按键发出的声音音准(也就是基频频率)都是确定的,因此都是可以事先设定好的,然后根据实际测得的频率和事先设定好的频率的差,为调音过程提供参考。因此说是预置数据,也就是每种乐器对应  详情 回复 发表于 2015-8-28 12:10
 
 
 

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一粒金砂(中级)

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不过这个不需要测频谱吧  只需要测一个频率,毕竟调音都是单音
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真实的乐器的声音不可能是纯正弦波,除了基频以外还有很多谐波,很难直接转成和基频同频的方波。因此要先频谱分析,  详情 回复 发表于 2015-8-27 20:19
 
 
 

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  不错不错,数字信号处理 走起了,,FFT走起来,,F7里的dsp可以充分发挥潜能了。。。。。
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分享铸就美好未来。。。




 
 

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真实的乐器的声音不可能是纯正弦波,除了基频以外还有很多谐波,很难直接转成和基频同频的方波。因此要先频谱分析,
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一粒金砂(中级)

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有没有用示波器看过波形以及其频谱
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转一个别人写的,原文在http://www.guokr.com/answer/274522/,基本概念都差不多 “简单讲,当你在听到某一个乐器演奏某一个固定的音符时候,你会感知到一个音高,也就是一个频率,因为这个时候乐器产生的是一个周  详情 回复 发表于 2015-8-28 12:06
 
 
 

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THS3201 发表于 2015-8-28 10:51
有没有用示波器看过波形以及其频谱

转一个别人写的,原文在http://www.guokr.com/answer/274522/,基本概念都差不多
“简单讲,当你在听到某一个乐器演奏某一个固定的音符时候,你会感知到一个音高,也就是一个频率,因为这个时候乐器产生的是一个周期性声波,如果这时候你看乐器的频谱图,会发现一个具有周期性的波形。如果把每一个重复部分看做一个周期,每秒钟重复的周期次数就是基频,就是你听到的基本音高。而乐器之间的音色不同,可能就是因为每个周期的声波形细节不同造成的。下面就是我从Acoustics and Psychoacoustics里找的一个对比图,分别是小提琴,小号,长笛,双簧管的波形。”
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morniglory 发表于 2015-8-27 17:59
预置数据怎么得到呢?本人对楼主的创意挺感兴趣,使用cortex M0,M3做过一些数模混合系统,对模拟电路比较 ...

因为每个乐器的每根弦或者按键发出的声音音准(也就是基频频率)都是确定的,因此都是可以事先设定好的,然后根据实际测得的频率和事先设定好的频率的差,为调音过程提供参考。因此说是预置数据,也就是每种乐器对应一条预置数据,数据点个数等于乐器能发出的音高个数。
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我有两个问题:1,预置数据从哪得到,是已经有标准数据了么?2,每个数据点的频率不是理想的正弦之类的,是一系列频谱,除了上图中关心它的“T”外,是不是还有其他主要参数需要计算?  详情 回复 发表于 2015-8-28 17:48
 
 
 

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哇咔咔,谢谢版主支持哈  详情 回复 发表于 2015-8-31 10:51
 
 
 

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johnrey 发表于 2015-8-28 12:10
因为每个乐器的每根弦或者按键发出的声音音准(也就是基频频率)都是确定的,因此都是可以事先设定好的, ...

我有两个问题:1,预置数据从哪得到,是已经有标准数据了么?2,每个数据点的频率不是理想的正弦之类的,是一系列频谱,除了上图中关心它的“T”外,是不是还有其他主要参数需要计算?
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可以按照音高按照12平均律来计算。以吉他为例,总共6根弦,空弦音高是确定不变的,计算结果如下 1弦空弦,音高e1,频率f = 440.0000 / 2 ^ ( 5 / 12 ) = 329.6276 Hz 2弦空弦,音高b,频率 f = 440.0000 /  详情 回复 发表于 2015-8-31 10:51
 
 
 

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morniglory 发表于 2015-8-28 17:48
我有两个问题:1,预置数据从哪得到,是已经有标准数据了么?2,每个数据点的频率不是理想的正弦之类的, ...

可以按照音高按照12平均律来计算。以吉他为例,总共6根弦,空弦音高是确定不变的,计算结果如下


1弦空弦,音高e1,频率f = 440.0000 / 2 ^ ( 5 / 12 ) = 329.6276 Hz
  2弦空弦,音高b,频率 f = 440.0000 / 2 ^ ( 10 / 12 ) = 246.9417 Hz
  3弦空弦,音高g,频率f = 440.0000 / 2 ^ ( 14 / 12 ) = 195.9977 Hz
  4弦空弦,音高d,频率 f = 440.0000 / 2 ^ ( 19 / 12 ) = 146.8324 Hz
  5弦空弦,音高A,频率f = 440.0000 / 2 ^ ( 24 / 12 ) = 110.0000 Hz
  6弦空弦,音高E,频率 f = 440.0000 / 2 ^ ( 29 / 12 ) = 82.4069 Hz



第二个问题,我们关心的的确就是T,这个T就是发音的基频,要和上面计算出来的预置数据对上就算调音调准了

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哇咔咔,谢谢版主支持哈
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这个项目也挺有意思的,我也算是个老HIFI发烧友了,这个项目扩展一下,里面的原理知识点还可以用到对音箱的分析上面,频响,谐波这些个都能轻易分析得到,对于调试音箱的分频点、听音环境的补偿等等很有帮助。不过之前已经报名OPEN Embrace多功能工程师助理这个项目了,这里就先支持下了
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谢谢你的建议和支持。如果有幸选上,一定要来继续多多指导。  详情 回复 发表于 2015-9-2 16:58
 
个人签名如果天空是黑暗的,那就摸黑生存;如果发出声音是危险的,那就保持沉默...但不要习惯了黑暗就为黑暗辩护;不要为自己的苟且而得意;不要嘲讽那些比自己更勇敢热情的人们。人可以卑微如尘土,不可扭曲如蛆虫。
 
 

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我要支持!

强烈支持,因为看了一遍,这个项目是目前实施部分写的最细的。
但可惜本人五音不全,达不到基本要求啊
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调音器就是给五音不全的人设计啊,牛逼的人,自己听听就能把音调准啦。再说了,声音这块不了解,可以参与UI设计和SD卡读写这方面啊,也很重要的。ST又提供了参考示例,可以供学习参考。然后调用高手写的音频处理函数  详情 回复 发表于 2015-9-2 17:04
 
 
 

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jackfrost 发表于 2015-8-31 14:05
这个项目也挺有意思的,我也算是个老HIFI发烧友了,这个项目扩展一下,里面的原理知识点还可以用到对音箱的 ...

谢谢你的建议和支持。如果有幸选上,一定要来继续多多指导。
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