一种多声源数据采集系统设计及仿真

2 实验平台搭建

多声源数据采集系统框图如图5 所示，主要包括：PC 机、外扩声卡、麦克风阵列。

实验平台搭建目的保证了各麦克风阵元是同时开始采集声源信号，即保证了采集时间零点的同步，具体搭建过程如下：①声源选择单频率正弦波信号， 用圆形的扬声器进行播放满足了点声源的要求。② PC 机中用VB 编写数据采集的控制界面用来控制信号采集的开始和结束。③一台PC 机可外扩多个声卡，每个声卡的左右声道分别接两个麦克风，即每个声卡可同时采集两路信号。④麦克风放置成L 型，相邻两阵元之间的距离为5cm,安装时保证阵列和声源在同一个水平面上。

声源的设计：选用圆形的扬声器作为实验的声源点，其优点在于扬声器发出的声音信号是以圆形向四周传播开来，保证每个麦克风阵元接收到的声音信号都是一样的。麦克风阵列的设计：为提高阵列的分辨率，相邻两阵元距离不大于接收声源信号波长的四分之一。选用具有高灵敏度、全指向性、低阻抗的驻极体受话器。

多声源数据采集VB 控制界面如图6 所示，首先检测PC 机上的声卡设置，选中所需要用的声卡设备，设置好采样频率和数据的保存路径，点击开始采集，即可得到真实环境中的声源信号。

麦克风1、2、3、4、5 采集到的信号波形如图7 所示：

3 总结

本文实现了多声源数据采集系统仿真及硬件平台的搭建，系统仿真界面可视化好。硬件中PC 机存储、处理数据速度快，实时性好。这种实验设计主要解决了各路信号采集时间零点同步的问题，避免了采集过程中存在的时间差对多声源定位算法的研究。此仿真系统可应用于对数据同时采集及采样频率等要求较高的地方。