利用MEMS麦克风测试比较耳机的性能(三)完善扫频测试

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利用MEMS麦克风测试比较耳机的性能(三)完善扫频测试 [复制链接]

 开始在用MEMS麦克风测试耳机时使用了扫频方式
方法是通过SensorTile的音频DAC生成指定频率的正弦信号
通过MEMS麦克风对单一频率采样，计算出当前幅度
提高信号频率，再采集、再计算
这次在原有基础上做了优化，包括：
1、解决生成正弦数据不平滑问题
2、解决频率切换有杂音问题
3、将幅值转换成分贝

正弦波生成函数

1. //获得sampleCount在maxN倍以内，sampleCount小数最小时的最小N
   
2. //N < sampleCount
   
3. //maxSampleCount * N =/≈ integer
   
4. //sampleCount要计算的样本数
   
5. //maxSampleCount最大样本数
   
6. //return N
   
7. uint16_t get_repeat_cycle(float sampleCount,uint16_t maxN)
   
8. {
   
9.   uint16_t i;
   
10.   uint16_t min = maxN;
    
11.   float min_f = 1;
    
12.   float f;
    
13.   for(i=2;i<maxN;i++)
    
14.   {
    
15.     //得到a的小数部分
    
16.     f = sampleCount*i - (int)(sampleCount*i);
    
17.     //如果小数是0直接返回当前倍数
    
18.     if(f == 0)
    
19.     {
    
20.       return i;
    
21.     }
    
22.     //否则，如果当前小数已经判断的最小的小数还小，用现在的替换
    
23.     else if(f<min_f)
    
24.     {
    
25.       min_f = f;
    
26.       //保存当前这个最小的小数对应的倍数
    
27.       min = i;
    
28.     }
    
29.   }
    
30.   return min;
    
31. }
    
32. //生成sin数据
    
33. //返回sinTable长度
    
34. uint16_t SineGenerator(int16_t sinTable[],float maxCode,float outFreq,float samplingFreq)
    
35. {
    
36.   //输出数据索引  
    
37.   uint16_t i;
    
38.   float tmp;
    
39.   //采样率除输出频率得到总样本数量
    
40.   float sampleCount = samplingFreq / outFreq;
    
41.   //分步角度
    
42.   float stepDegrees = 360.00 / (float)sampleCount ;
    
43.   //分步弧度
    
44.   stepDegrees = PI / 180.00 * stepDegrees;
    
45.   //游标移到起始处
    
46.   //在频率较高j时样本数较少，sampleCount不为整数时如果将小数舍去生成的波形会变形
    
47.   //计算sampleCount在多少倍时为整数，或接近整数
    
48.   uint16_t N = get_repeat_cycle(sampleCount,MAX_SIN_TABLE_SIZE/(uint16_t)sampleCount);
    
49.   //sampleCount * N 得到最终的样本数
    
50.   sampleCount *= N;
    
51.   //取整数，实际无意义
    
52.   sampleCount = (int)sampleCount;
    
53.   //得到对应正弦数据
    
54.   for(i=0;i<sampleCount;i++)
    
55.   {
    
56.     //得到当前弧度
    
57.     tmp = stepDegrees * i;
    
58.     //得到对应的sin数据
    
59.     tmp = sin(tmp);
    
60.     //+0.5四舍五入
    
61.     sinTable[/size][/font][i][font=微软雅黑][size=4] = (int16_t)((tmp + 1)/2.00 * maxCode - (maxCode +1)/2 + 0.5);
    
62.   }
    
63.   return i;
    
64. }

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声音测量和频率切换代码

1.   while (1)
   
2.   {   
   
3. //      test();
   
4. //      continue;
   
5.     //数据达到FFT_SIZE时做FFT
   
6.     if(fft_flag)
   
7.     {
   
8.       //填充左声道数据到fft_data
   
9.       for(i=0;i<FFT_SIZE;i++)
   
10.       {
    
11.           fft_data[i*2] = audio_in[/size][/font][i][font=微软雅黑][size=4];
    
12.           fft_data[i*2 + 1] = 0;
    
13.       }
    
14.       //FFT转换
    
15.       fft();
    
16.       maxFreq = get_maxIndex_freq();
    
17.       //误差10%
    
18.       if(abs((int)(maxFreq - freq)) < 40 || abs((int)(maxFreq - freq)) < freq * 0.2)
    
19.       {
    
20.         maxAmplitude = get_maxIndex_amplitude();
    
21.         freqResp[freqRespIndex++] =  20 * log10(maxAmplitude/32768);
    
22.         
    
23.         //频率递增
    
24.         freq += STEP_FREQ;
    
25.         sinTableIndex[!sinTableArrayIndex] = 0;
    
26.         //重新生成频率对应的SIN数据，添加到非当前数组
    
27.         sinTableLength[!sinTableArrayIndex] = SineGenerator(sinTable[!sinTableArrayIndex],65535,freq,AUDIO_SAMPLING_FREQUENCY);
    
28.         //切换频率
    
29.         swicthingFreqFlag = 1;
    
30.         if(freqRespIndex >= SCAN_COUNT)
    
31.         {
    
32.           BSP_AUDIO_OUT_Stop(PCM1774_X_0_handle,1);
    
33.           while(1);
    
34.           __NOP();
    
35.         }
    
36.       }
    
37.       
    
38.       HAL_Delay(50);  
    
39.       fft_flag = 0;
    
40.     }
    
41.   }
    
42. }
    

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2017-11-27 18:57 上传

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参考贴子

利用MEMS麦克风测试比较耳机的性能(二）粉噪测试
https://bbs.eeworld.com.cn/thread-586982-1-1.html

利用MEMS麦克风测试比较耳机的性能(一) 扫频测试
https://bbs.eeworld.com.cn/thread-573300-1-1.html

SensorTile正弦波发生器
https://bbs.eeworld.com.cn/thread-573240-1-1.html