本文關(guān)鍵詞：麥克風陣列數(shù)字助聽器的硬件設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：在快節(jié)奏和高壓力的現(xiàn)代社會,因為先天身體缺陷或是后天環(huán)境因素影響,患有不同程度聽力損失的人數(shù)在逐年攀升。作為社會中的個體,交流溝通是融入社會的重要手段,而聽力的損失必然會影響到這一過程的正常進行,會給患者帶來極大的不便甚至痛苦。助聽器作為一種極為有效的輔助治療工具,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了智能性的數(shù)字助聽器,數(shù)字助聽器通過處理器擬合出最適應(yīng)個體的聲音補償曲線。但國內(nèi)的盒式助聽器主要集中在相對低端的模擬助聽器,缺少性價比較高的數(shù)字助聽器。本文設(shè)計了一款基于ARM Cortex-A8的麥克風陣列數(shù)字助聽器,在盡量降低成本的同時,保證了對語音增強算法的驅(qū)動能力,具有較高的實用價值�；贏RM Cortex-A8的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計是本文的核心,四麥克風一維線性陣列的采用為多通道語音增強算法提供了硬件基礎(chǔ)。論文首先論述了數(shù)字助聽器的背景和意義,并簡要地講解了與數(shù)字助聽器相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù),包括數(shù)字助聽器工作原理與麥克風陣列拓撲結(jié)構(gòu)。然后論文以ARM芯片S5PV210為核心,完成了整體的硬件電路設(shè)計,包括數(shù)字助聽器整體架構(gòu)設(shè)計、麥克風驅(qū)動電路設(shè)計、音頻緩沖電路設(shè)計、電源模塊設(shè)計、音頻編碼模塊設(shè)計、音頻解碼模塊設(shè)計、串口模塊設(shè)計和去耦電路設(shè)計。各功能模塊的設(shè)計首先根據(jù)功能要求選擇芯片,然后依據(jù)芯片的用戶手冊搭建電路,最后實現(xiàn)功能模塊間的互連。論文最后是PCB設(shè)計和功能調(diào)試。PCB設(shè)計主要涉及到電路板層數(shù)選擇、內(nèi)電層銅皮分割和元器件布局布線,根據(jù)相關(guān)設(shè)計的基本原則以及數(shù)字助聽器電路板的實際情況,具體闡述了PCB設(shè)計的過程。功能調(diào)試包括對電路板焊接情況的檢查,電源模塊短路測試以及電源電壓和時鐘信號頻率的測量,最終成功的完成了預(yù)期的電路功能。另外,硬件電路設(shè)計中預(yù)留了I2S和GPIO接口,便于數(shù)字助聽器的應(yīng)用擴展。
【關(guān)鍵詞】：助聽器 麥克風陣列 嵌入式系統(tǒng) PCB設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R764.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 課題研究的目的及意義10-11
• 1.4 本論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)11-12
• 第2章 麥克風陣列數(shù)字助聽器技術(shù)應(yīng)用12-20
• 2.1 數(shù)字助聽器12-15
• 2.1.1 語音基礎(chǔ)知識12-13
• 2.1.2 數(shù)字助聽器設(shè)計要求和指標13
• 2.1.3 數(shù)字助聽器工作原理13-15
• 2.2 麥克風陣列結(jié)構(gòu)15-17
• 2.2.1 麥克風陣列聲場結(jié)構(gòu)15-16
• 2.2.2 麥克風陣列拓撲結(jié)構(gòu)16-17
• 2.3 數(shù)字音頻技術(shù)17-19
• 2.3.1 脈沖編碼調(diào)制技術(shù)17-18
• 2.3.2 I2S總線協(xié)議18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 硬件電路設(shè)計20-39
• 3.1 系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計20
• 3.2 核心處理器選擇20-22
• 3.3 存儲模塊電路22-25
• 3.3.1 SDRAM存儲器電路22-23
• 3.3.2 FLASH存儲器電路23-25
• 3.4 系統(tǒng)電源模塊設(shè)計25-29
• 3.4.1 整體電源架構(gòu)25-26
• 3.4.2 DC穩(wěn)壓電源分類26-27
• 3.4.3 電源模塊芯片27-29
• 3.5 ADC前端驅(qū)動設(shè)計29-30
• 3.6 音頻編碼模塊30-33
• 3.7 音頻解碼模塊33-34
• 3.8 串口調(diào)試部分34-35
• 3.9 芯片電源端去耦設(shè)計35-38
• 3.10 本章小結(jié)38-39
• 第4章 PCB設(shè)計及電路調(diào)試39-48
• 4.1 電路板設(shè)計39-44
• 4.1.1 電路板層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計39-40
• 4.1.2 電路板布局布線40-43
• 4.1.3 內(nèi)電層銅皮分割43-44
• 4.2 硬件調(diào)試44-47
• 4.2.1 麥克風陣列數(shù)字助聽器實物圖44-45
• 4.2.2 電源測試及時鐘信號測試45-46
• 4.2.3 Linux內(nèi)核燒錄46-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 結(jié)論48-49
• 參考文獻49-54
• 致謝54

【參考文獻】

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本文編號：1011476