仪器仪表旦户
文章编号:1671—1041(20o9)02—0ll9—02
旦 纪 三i=墙差旦
浅析数字电子钟在实际调试中出现的问
邱瑞冬,袁岩凤,郑清兰
(闽南理工学院 实践教学中心,福建 石狮 362700)
摘要:分析数字电子钟在实际调试中出现的问题,并给出行之有效的
解决方法。
关键词:数字钟;调试
中图分类号:TN71O 文献标识码:B
数字电子钟是一个对
频率(1Hz)进行计数的计数电
路。它由振荡器、分配器、计数器、译码器和显示器电路组成。
振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号,秒脉冲
信号输入计数器进行计数,并把累计结果以”时”、”分”、”秒”
的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电
路,分计数器电路计满 60后触发时计数器电路,当计满24小
时后又开始下一轮的循环计数。我们这里主要分析数字电子
钟在实际调试中出现的问题,并给出行之有效的解决方法。
1 调试中遇到的问题及解决方法
1)在分频电路中,不能产生2Hz的信号。
原因分析:振荡器发生振荡后,经过 14分频时,相位产生
错误。
解决方法:在 cD4060中,在①处接上一个 10kn的电阻,
然后再接地;在②处加上一个470kQ的电阻(图1)。
图 1
2)在 CD4O13二分频时,产生不稳定的 1Hz秒脉冲信号。
原因分析:在实际的电路中,cD4013的 R1、R2和 S1、s2
都应接地。
解决方法 :将 R1、R2和 S1、s2接地(图2)。
3)产生 1Hz信号后,不能触发计数器计数。
‘ 原因分析:在
中,分频电路用的是cM0s电路,而计数
器是采用 1TrL电路。cMOS电路 的电流不够,推动不了 1TrL
电路。
解决方法:在分频器产生的 1 Hz信号以后,加一个三极管
进行电流放大,使之能推动 TTL电路。其电路如图3。
vcc Q1 cP1 R2 D s
蟊 彀嚣
输入端,然后在输出到下一级。
5)在高音鸣叫电路中,F2不能产生波形。
原因分析:在 G14中,当 H13脚为高电平时,H12脚为低
电平;当H13脚为低电平时,H12脚为高电平。而且两者同时
跳变。没有同时为高电平的时刻。其有两种可能:①延长时间
过大;②线路分布参数过大,耦合反馈造成干扰过大(图4)。
解决方法:①更换器件;②缩短引线,调整装配工艺等。
6)在高低音控制电路中,振荡器不能产生振荡。
原因分析:在 TrL电路中,电阻的取值只能在 0.7kQ一
2kn之间选择。 、
解决方法:在产生75OHz信号的振荡器中,取电阻的值为
1.8kQ,电容值为0.5 ;在产生 10o0Hz信号的振荡器中,取
电阻值为 1.5kQ,电容为O.47 F(图5)。
图 4
制
图5
2 安装调试过程中的注意事项
1)测试之前先要熟悉各种仪器的使用方法,避免由于仪
器使用不当或出现故障而做出错误判断。
2)测量用的仪器 的地线和被测电路的地线应连在一起 ,
测量的结果才是正确的。
3)测试过程中,发现元器件和接线有 问题需要更换或修
改时,应先断信号源,再断开电源,待更换完毕并经过认真检查
后,才可重新通电,最后再加信号。
4)测试过程中,连接的线要沿着电路板走线 ,不要将线悬
空,更不要绕成圆圈半圆圈状,以免造成耦合环,产生磁场,相
互交叉。影响电路实验的成功率。
5)调试过程中,不仅要认真观察和测量,还要善于记录,
包括记录观察的现象、测量的数据 、波形及相位关系,必要时在
记录中要附加说明,尤其是那些和设计不符合的现象更是记
录的重点。依据记录的数据才能把实际观察到的现象和理论
预计的结果加以定量比较,从中发现电路设计和安装上的问
题,并加以改进 ,以进一步完善设计
。通过收集第一手材
料可以帮助自己积累丰富的知识和宝贵的实践经验。任何一
个科研成果的出现,都离不开实验及研究记录,切不可低估记
录的重要作用。
6)在元器件的选择上要注意 cM0s电路与rrrL电路的区
别。cM0s器件不用的输入端不能悬空,要按逻辑功能的要求
接VDD和Vss,而在1_rL电路中是允许的;在cM0s器件的输
出端不允许直接接 VDD和Vss,但在TLL中也是允许的。口
参考文献
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社,2002.
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日 堂 墙羞旦
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[3]郑慰萱.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版
社 .1990.
仪器仪表用户
作者简介:邱瑞冬(1981一),男,本科。闽南理工学院助理实验师;袁岩
凤,女,本科。闽南理工学院研究实习员;郑清兰。女,本科,闽南理工学
院助理实验师。
收稿日期:20o8一O9—22(848 0】
文章编号:1671—104l(2oo9)02一ol20一o3
基于频率掩蔽滤波的 MFCC特征参数提取算法
刘 建,鲁五一
(中南大学 信息科学与工程学院,湖南长沙410075)
摘要:本文提出了一种Mel频率倒谱系数(Md fhquency cepstral c0-
eflident。MFcc)提取的改进算法,该算法采用频率掩蔽滤波 (Fre_
quency Mas ng Fnter)技术来掩蔽噪声信号。当输入的语音信号包
含噪声信号时。该算法能更好的减少噪声信号对纯净语音信号的影响,
从而提高语音信号的识别率。实验表明改进后的算法相对于传统的
MFcc提取算法大约有 4.47%的相对性能提升。
关键词:Mel频率倒谱系数j频率掩蔽滤波;识别率
中图分类号:TN9l2.16 文献标识码:B
O 引言
语音信号是一种冗余度很高的随机信号,在进行语音信
号处理时,必须经过特征提取才能有效地降低信号的冗余度。
在提取语音信号的特征参数时,我们总是希望提取的特征参
数能够更好的反映发音者的特色。目前,在说话人识别研究
领域使用得较多的有线性预测倒谱系数 LPcc_l (Linear Pre—
dietjve cepstral coding)、Me1频率倒谱系数 MFCC (Mel—Fre-
quency cestral coemcients)、线性倒谱对 LSP(“near spectmm
Pair) J。其中MFcc就是通过模拟人耳的听觉特性而提出的
一 种语音参数提取算法,该算法能很好的模拟人耳的听觉系
统。现有的MFcc提取算法在低噪声环境下能到达很高的识
别率,而噪声的存在将大大影响识别率。
通常在实验室相对安静环境下提取的特征参数,当在实
际环境,性能明显下降。导致这种识别率下降主要有以下几
种因素 :
1)加性噪声。语音信号在实际环境中常受到背景噪声的
干扰,背景噪声通常是加性的,即所采集的信号是真实的语音
信号与背景噪声之和。
2)通道畸变。除了背景噪声信号产生的干扰外,语音信
号还受到一些诸如浯音产生过程、记录过程,以及传输过程中
产生的通道畸变的影响。
3)其他因素。除了加性噪声和通道畸变的影响外,特征
参数的提取也受到一些其他人为或瞬间噪声的影响。
上述影响使得传统的MFcc算法在实际应用中存在很多
缺点,本
主要是针对传统 MFcc的缺点,提出了一种基于
频率掩蔽滤波FMF的MFcc提取算法。即在传统的MFcc提
取算法中加入频率掩蔽滤波FMF使得语音信号在进入Mel滤
波器组前得到降噪处理,从而使语音信号识别率得到提高。
该算法对MFcc算法应用于实际应用有一定的帮助。
1 改进的 MFCC特征参数提取算法
1.1 频率掩蔽原理
掩蔽效应指人的耳朵只对最明显的声音反应敏感,而对
于不敏感的声音,反应则较不为敏感。例如在声音的整个频
率谱中,如果某一个频率段的声音 比较强,则人就对其它频率
段的声音不敏感了。应用此原理,人们发明了 mp3等压缩的
12O EIC VO1.16 2O09 NO.2
数字音乐格式,在这些格式的文件里 ,只突出记录了人耳朵较
为敏感的中频段声音,而对于较高和较低的频率的声音则简
略记录,从而大大压缩了所需 的存储空间。在人们欣赏音乐
时,如果设备对高频响应得比较好,则会使人感到低频响应不
好,反之亦然。
一 种频率的声音阻碍听觉系统感受另一种频率的声音的
现象称为掩蔽效应。前者称为掩蔽声音(masking tone),后者
称为被掩蔽声音(masked t0ne)。掩蔽可分成频域掩蔽和时域
掩蔽。心里声学实验也表明,人们难以听到在频率或时间上位
于强信号附近的弱信号(当然也包括那些同时在频域和时域
被掩蔽的弱信号)。总之,一个强度较小的频率成分可能被邻
近的一个较强的频率成分所掩蔽。类似地,两个时间上很接近
的信号也可能产生掩蔽现象 。
1.2 基于 FMF的 MFCC提取算法
Mel频率倒谱系数(Me1一Frequency cepstra1 codncients,
MFcc)即为基于上述 Mel频率的概念而提出的。传统 的 MF—
cc提取算法及计算过程如图l所示。
⋯ H ⋯ 一
图l 传统 Mel频率倒谱系数(MFCc)提取流程
MFCC提取过程如下 :
1)原始语音信号 (n)经过预加重、分帧、加窗等处理,得
到每个语音帧的时域信号 (n)。
2)将时域信号 (n)后补若干0以形成长为Ⅳ(一般取Ⅳ
= 512)的序列,然后经过离散傅立叶变换(D, )后得到线性
频谱 x( ),转换公式
一 1
( ):∑ (n)e (0≤n, ≤Ⅳ一1)
n=O
在实际应用中,常常通过快速傅立叶变换(FFT)过程加以
计算 ,其中Ⅳ一般称之为 DFT(或 FFT)窗宽。
3)将上述线性频谱 x( )通过 Mel频率滤波器组得到Mel
频谱,并通过对数能量的处理,得到对数频谱 s(m)。其中Me1
频率滤波器组为在语音的频谱范围内设置的若干个带通滤波
器 日 ( ),0≤m < , 为滤波器的个数。每个滤波器具有三
角形滤波特性,其中心频率为_厂(m),当m值小时相邻,(m)之
间的间隔也小,随着m的增加相邻,(m)的间隔逐渐变大。每个
带通滤波器的传递函数为
=
(厂(m一1)≤ ≤,(m))
(厂(m)< ≤,(m+1))
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