Thiết kế mạch điều khiển thiết bị bằng giọng nói

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Items Sym. Min. Max. Unit

Supply Voltage VDD -0.3 +0.6 V Input Voltage Vin -0.3 VDD+0.3 V Operating Temperature Top -20 +70 0C

Storage Temperature Tstg -55 +125 0C

DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS ( TA=250C ,VSS=0V )

Items Sym. Min. Typ. Max. Unit Conditions

Supply Voltage

VDD	4.0	5.0	5.5	V
Operating Current	IDD0	_	6	15	mA VDD=5V,noload
Output Drive Current	IOH	0.5	1.5	_	mA VO=4.6V
Output Sink Current	IOL	0.5	1.5	_	mA VO=0.4V
Output Current of RDY	IRDY	5.0	8.0	_	mA VRDY=3.35V
Input Leakage Current	ILKG	_	0.1	1.0	A VI=4.6V
Input Current	II	50	200	300	A VI=4.6V
(pull down )

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 77 trang tài liệu này.

AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS

Items Sym. Min. Typ Unit

Data Output


Output Data EnableWidth	tDE	240	280	ns
Output Data Holding Time	tDA	440	480	ns
Memory Read
Memory Enable Width	tME	520	560	ns
Address Setup Time
To Memory Enable	tAS	240	280	ns
Memory Enable to Data
Reading Starting	tRS	240	280	ns
Memory Enable Width	tME	520	560	ns

Memory Write Signal


Width	tMW	1080	1120	ns
Address Setup Time
To Memory Enable	tAS	240	280	ns
Memory Enable to Data
To Writing Starting	tWS	240	280	ns
Data Write Period	tDW	240	280	ns

Chương II :

KHÁI NIỆM VỀ ÂM THANH

Âm thanh được phát ra từ sự rung động của các vật thể trong không khí sóng âm lan truyền do sự dao động của không khí , năng lượng sóng âm cũng bị hấp thu và phản xạ trên các vật cản và dĩ nhiên sóng cũng đi vòng qua các vật cản nhỏ (hiện tượng nhiễu xạ ) và bị làm lệch đi khi vận tốc truyền âm qua các môi trường bị thay đổi . Vd : môi trường không khí , hay môi trường nước ( hiện tượng khúc xạ ) . Đặt tính vật lý của âm : tần số , chu ky ,ø áp lực âm học .

-Tần số : tần số dao động trong thời gian một giây .

-Chu kỳ : thời gian hoàn thành một dao động .

- Áp lực âm học :các dao động của vật thể tuỳ theo hướng dịch chuyển gây ra tác động nén hoặc giãn lên một vật thể khác (có thể là vật thể dùng để đo ) , đơn vị tính là Pascal , N/m2

- Biên độ : giá rị cực đại của áp lực âm học .

- Cường độ : chỉ công suất âm thanh tác dụng lên bề mặt là 1cm2 , cường độ tỷ lệ với bình phương áp lực âm học . Đơn vị tính của cường độ là W/cm2

- Bước sóng là đoạn đường truyền sóng đi được trong một chu kỳ

Ký hiệu là

- Tần số riêng : khi ta đặt tay vào một vật và vật đó rung lên và sẻ phát ra các sóng âm , ở sóng âm nghe được rõ nhất ứng với một tần số xác định thì được gọi là tần số riêng của vật . Tần số riêng thay đổi tuỳ theo kích thước hình học , bản chất của vật bị kích thích .

- Tần số cộng hưởng : dao động với biên độ mạnh nhất của một vật thể , lúc đó các dao động ở dạng tích luỹ năng lượng . Kích thích và dạng năng lượng ở dạng tổn hao ít nhất .

I / Các hiệu ứng âm thanh :

Âm thanh được cảm nhận qua tai và được sự phân tích hình dạng của thần kinh thị giác . Bản chất của các âm thanh là các dao động vật chất , nó chịu nhiều ảnh hưởng của nhiều yếu tố khách quan và chủ quan . Đặt tính cảm thụ của ta với các tác động của nguồn âm như sau :

-Nghe âm thanh : các chấn động của không khí tạo tác động nén và dãn lên màng nhĩ , sự rung động của màng nhĩ được thần kinh thính giác truyền về đại não , các trung khu thần kinhnghe sẻ giải mã và tạo ra các cảm giác nhận dạng để biết nội dung của các âm vừa đến kích thích màng nhĩ .

-Phổ âm thanh :tai người cảm nhận được các rung động có tần số từ 20hz đến 20khz . Các âm thanh quá thấp tai người không nghe được

, đó là phần ngoại âm , những âm lớn hơn 20khz gọi là siêu âm . Tiếng nói của người chiếm dãy tần từ 80hz tới 1,2khz khoảng 4 bát độ

, độ nhạy cảu tai thay đổi tuỳ theo tần số và tuỳ theo áp lực âm thanh .

Người có tai tốt thì mức nghe thấy là 1dB . Thực tế khi nghe nhạc có sự khác biệt 3dB thì nhận biết rõ ràng . Các nghiên cứu cho thấy tai người không thể phân biệt sự khác nhau của mức âm thanh nhỏ hơn 1dB. Trong không gian yên tĩnh người ta đo được áp lực âm thanh của các nguồn âm thanh như sau :

-0dB ngươịng nghe thấu được im lặng tuyệt đối

-10dB : lá cây xào xạc

-20dB : quả lắc , tiếng thì thầm

-30dB : trò chuyện

-40dB : trò chuyện bình thường

-50dB :âm nhạc (máy hát )

-60dB : tiếng xe cộ lưu thông ít (30m)

-70dB : tiếng nói to

-80dB : còi xe

-90dB : tiếng còi xe lửa (150m)

-100dB: tiếng động tàu

-110dB: cưa máy

-120dB:động cơ máy bay (3m)’

-130dB : nguơịng đau tai

-140dB : còi xe cứu hoả , tiếng pháo cối

-Âm vang - âm dội : 1 âm được nghe với một đuôi âm tắt dần gây ra cảm giác lạ tai gọi là âm vang . Một âm được nghe với nhịp lặp lại vài lần với cường độ âm nhỏ được gọi là âm dội . Ở trong phòng kín với phản xạ có hệ số hấp thu nhỏ khi đó âm thường bị vang . Trong một không gian đủ lớn và có các mặt phản xạ thường có điều liện tạo ra hiệu ứng âm dội . Khi nghe các âm vang hay âm dội người nghe thường liên tưởng đến sự mở rộng của không gian xung quanh , điều này cũng gây ra cảm giác thích thú cho người nghe .

-Hiệu ứng DOPPLER :người quan sát nghe các nguồn âm thì tần số của nguồn âm thay đổi tuỳ theo phương vận tốc tương đối giữa người quan sát và nguồn âm . Khi cả hai tiếng lại gần thì tần số nghe như tăng lên . Khi cả hai lùi ra xa thì tần số nghe như giảm xuống . Nếu dùng mạch biến âm tạo ra các tần số thay đổi sẻ gây cho người nghe cãm giác nhưnguồn âm đang chuyển động .

-Âm lượng : cường độ hay lượng của âm thanh được xác định bằng sự rung của thành phần không khí , các sóng biến động trong không khí với lượng nhỏ sẻ phát sinh âm nhỏ (gần nguồ âm mới nghe được ), trong trường hợp này màng nhĩ không rung nhiều , âm thanh được xem như ở mức thấp , các sóng dao động với biên độ cao sẻ tạo nên âm thanh lớn . Khi đó màng nhĩ rung nhiều âm thanh sẻ được xem là lớn . Nếu sóng quá lớn âm thanh quá cao , màng nhĩ có thể bị tổn thương .

II / Nguyên lý chuyển đổi A/D :

Trong thực tế hiện tại , các bộ chuyển đổi âm thanh tiêu chuẩn như các microphone , loa phóng thanh đều là các thiết bị tương tự . Vì vậy ,các tín hiệu điện liên tục theo thời gian phải được chuyển đổi thành các định dạng số dùng cho xử lý số tín hiệu (DSB : Diagital Signal Processor ).

Công nghệ xử lý tín hiệu dựa trên nguyên lý kỹ thuật PCM (điều xung mã ). Trong kỹ thuật PCM tín hiệu analog được chuyển thành dãy xung . Những giá trị biên độ của các xung riêng lẻ được biểu diễn ở mã nhị phân . Quá trình được thực hiện theo sơ đồ khối sau :

III / .Điều chế xung biên :

Mở đầu cho kỹ thuật điều chế xung mã (PCM) là phương pháp điều chế xung biên PAM , với sự hổ trợ của phương pháp này , tín hiệu âm tần mang đặt tính liên tục về thời gian và giá trị được biến đổi thành một dãy các xung rời rạc . Mỗi xung PAM riêng rẻ này có một giá trị biên độ nhất định , sở dĩ phải biến đổi một tính hiệu liên tục thành các xung rời rạc vì bộ biến đổi A/D chỉ có thể chuyển đổi từng giá trị biên độ riêng lẻ . Sau khi đổi xong một giá trị , biên đô này nó mới có thể biến đổi tiếp một biên độ khác . Quá trinh biến đổi một tín hiệu analog thành một dãy xung PAM rời rạc :

a) tín hiệu analog

b) thời gian lấy mẫu

c) nguyên lý mạch lấy mẫu và giữ

d) Quá trình lấy mẫu tạo thành các xung PAM

Các xung PAM rời rạc , được tạo ra nhờ một mạch lấy mẫu và giữ bằng một đảo mạch có tốc độ cực nhanh , tín hịeu analog đầu vào liên tục được chia thành những mẫu rời rạc . Những giá trị biên độ của các mẫu đó được tích trong một tụ giữ suốt cho đến giá trị mẫu tiếp theo . Điện áp tích trong tụ tương ứng với giá trị biên độ cảu mỗi xung PAM . Quá trình này lặp đi lặp lại gọi là lấy mẫu . Dễ dàng nậhn thấy rằng , sau khi tích phân dạng tính hiệu trên hình ta thu được tính hiệu analog với đặt tính liên tục về giá trị và thời gian như tín hiệu gốc .

Một yếu tố quan trọng trong quá trình chuyển đổi Adlà mức độ chất lượng tín hiệu audio số nậhn được có thể đạt được . Nó cũng gíơi

hạn vùng dãy động âm thanh và độ méo âm trong quá trình khôi phục tín hiệu âm thanh.

.Lấy mẫu (rời rạc hoá theo thời gian )

.Lượng tử hoá ( rời rạc hoá theo biên độ )

.Mã hoá (gán các giá trị nhị phân cho các mẫu )

IV / Lấy mẫu lý tưởng :

Nguyên lý lý mẫu là quá trình lấy biên độ của dạng sóng tương tự tại từng thời điểm theo một chu kỳ nhất định .

Việc lấy mẫu chính xác phụ thuộc vào tần số lấy mẫu , giá trị lấy mẫu này chính là sự kết hợp giữa quá trình lấy mẫu chính xác cao và độ phức tạp của thiết bị .

Quá trình lấy mẫu là việc nhân các tín hiệu audio tương tự với một chuỗi xung có thời gian lặp lại với tần số lấy mẫu . Đó là quá trình điều biên xung (PAM) trong miền thời gian và trong miền tần số .

H. Quá trình lấy mẫu (PAM) trong miền thời gian (sau điều chế biên độ xung)

H. Phổ điều chế với các biên phụ (fsfmax) xung quanh tần số lấy mẫu trong miền tần số.

Cả hai hình trên điều có đặt điểm giống nhau với quá trình điều chế biên độ. Nhưng trong miền tần số , tập hợp các tần số mẫu (sóng mang) nằm trong băng ầtn của chúng . Điều này được hiểu rằng do sóng mang không có dạng hình sin ngoại trừ dãy xung tại tần số lấy mẫu . Dạng tín hiệu này được vẻ trong miền tần số bao gồm tập hợp các thành phần tần số là bội của tần số lấy mẫu .

Cũng giống như quá trìng điều chế biên độ , quá trình khôi phục tín hiệu audio tương tự (giải điều chế ) được thực hiện nhờ bộ lọc thông thấp .

Khôi phục tín hiệu audio tương tự