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驱动

  • MME:
    • MME是最常见的Windows音频API,全称为MutiMedia Extensions,即多媒体扩展技术。它历史悠久,兼容性好,市面上基本所有设备都能良好支持。 它属于高级的API,并不直接和硬件交流,需要通过层层接口才能访问音频硬件,这也为它带来了高延迟。
  • WDM:
    • WDM是Windows Driver Module的缩写,拥有低延迟、支持多个音频流等特性。MME延迟高,而Direct Sound并非为专业音频设计,WDM的出现很好地弥补了这些缺点。WDM直接和音频芯片的驱动程序交流,减少了大量中间环节,把延迟降低到一个新的层次,目前不少专业音频软件都提供了WDM接口。
  • ASIO:
    • ASIO是由德国Steinberg公司提供的音频接口,主要应用于专业领域。它的特色在于延迟极地,Windows 自有的 MME 驱动程式其延迟时间为 200~500 毫秒,DirectSound 为 50~100 毫秒,使用ASIO却能把延迟降低至10毫秒以下,十分惊人。低延迟对声音录制和后期制作有着重大的意义,但是在声音回放上的效果却有争议。有的发烧友认为,ASIO的低延迟可以极大程度地减少音频Jitter(抖动),从而提高音质;但有另一种说法称ASIO对软硬件的环境要求都比较苛刻,如果音频驱动编写水平一般,很容易产生爆音、声音生冷等问题。asio一般在系统中无法直接调用,需配合支持asio的软件使用。
  • Kernel Streaming(常见缩写为:KS):
    • 就和其名字一样,这个API可以使音频直接访问底层数据,绕过系统的各种接口。它能带给音频极低的延迟。不过Kernel Streaming也有其局限性,首先使用这个API会直接霸占音频硬件,你听歌的时候就没法听到QQ响;其次这个API没有音频输入功能,也没法使用麦克风。
  • Windows WASAPI
    • Wasapi就不同了,这是把音源的控制权交给了App应用程序,而且App可以独占解码声卡并不容许Windows作任何处理,解码声卡不变

ADC

  • 逐次逼近型ADC(SAR ADC)
    • 转换时间较长,中高精度
    • 采样保持->逐次比较
  • ΔΣ调制型ADC(Sigma-Delta ADC)
    • 极高的分辨率,适合低频信号,转换时间慢
    • 应用场景为音频、医疗、精密测量
    • 过采样(远高于奈奎斯特频率)->PCM(脉冲占空比)->积分滤波->输出
  • 流水线型ADC(Pipeline ADC)
    • 高速转换,适合高速信号处理,精度不高

HUB

CH334系列 不但支持低成本的低成本的STT模式(单个TT分时调度4个下行端口),还支持高性能的高性能的MTT模式(4个TT各对应1个端口,并发处理并发处理)。

SL2.1A 采用 Single Transaction Translator (STT)技术

声卡

昆腾微电子的kt0210有的会冲突

中科蓝汛目前没有遇到冲突问题 https://www.bluetrum.com/product/ab136d.html

USB3.1

公头只接一半的数据线,所以无论如何也做不到10芯 母头有24和16PIN

2547多芯线

多一个屏蔽线

驱动

https://learn.microsoft.com/zh-cn/windows-hardware/drivers/audio/
Microsoft 通用音频体系结构 (UAA) 使符合体系结构的音频设备完全依赖于操作系统来支持驱动程序。

接口标准

①、国际标准(CTIA)的3.5毫米接口:插针接法是左声道-右声道-地线-麦克风。也是目前市场上最流行、使用量最大的接法。国际标准(CTIA)耳机适用手机范围:苹果(全系列)、小米(全系列)、魅族(全系列)、索尼(全系列)、LG(全系列)、HTC官方产品、三星(咨询客服)、摩托罗拉部分机型(ME865)、联想W101、诺基亚Lumia和WP7系列、华为(C8812/U9200)、亿通T900等

②、国家标准(OMTP)的3.5毫米接口:插针接法是左声道-右声道-麦克风-地线。要适用手机范围:诺基亚、索尼爱立信(全系列)、中兴(全系列)、步步高(全系列)、酷派(全系列)、HTC 非官方产品(A3380、A3360、T9188、A9188、Z510D)、三星旧产品(i8910、M3510C、M7500、F278、F700、F408、F490、G810、G818、G818E、i550W、8510、i560、S8000C、i8000、M2710C、i7500U、i9000、i6500U、F809、i8000、F859)、摩托罗拉XT531、联想A520/A750/P700、OPPO(全系列)等国产系列手机。

录音设备

声音延迟不是完全一样的

音调发生器

https://www.onlinemictest.com/zh/tone-generator/

音频阵列

声音衍射原理,声学相干。 对于声速很高的声波的波束与振动源结构紧密相关。由于波速本身非常快,所以很有可能我测到的是驻波。 可以用文影可视化方法查看声波,其原理是在光的焦点区放置障碍物,通过气流影响空气折射率导致光产生纹影。

高频衰减确实快

探测间距小于裂缝才能分辨缺陷 源的距离可以确定受空气共振的影响的频率。 相当于用滤波器进行了一个载波。高频空洞会快速衰减(惠更斯原理)。 空气对信号衰减非常夸张,对于薄层有效果

近场声学模型

近场声学模型用于描述声源附近区域的声场特性,其数学公式通常基于声波方程和边界条件。以下是近场声学模型的详细公式及其推导过程:


1. 声波方程

声波在介质中的传播可以用声波方程描述。对于均匀介质中的小振幅声波,声波方程为: [ \nabla^2 p - \frac{1}{c^2} \frac{\partial^2 p}{\partial t^2} = 0 ] 其中:

  • ( p ) 为声压(Pa);
  • ( c ) 为声速(m/s);
  • ( t ) 为时间(s);
  • ( \nabla^2 ) 为拉普拉斯算子。

2. 近场声压公式

在近场区域,声压 ( p ) 和质点速度 ( v ) 的关系复杂,声压可以表示为: [ p(\mathbf{r}, t) = \frac{j \omega \rho_0}{4 \pi} \int_S v_n(\mathbf{r}_0) \frac{e^{-j k R}}{R} , dS ] 其中:

  • ( \mathbf{r} ) 为观测点位置;
  • ( \mathbf{r}_0 ) 为声源表面位置;
  • ( v_n(\mathbf{r}_0) ) 为声源表面的法向质点速度;
  • ( R = |\mathbf{r} - \mathbf{r}_0| ) 为观测点到声源点的距离;
  • ( k = \frac{\omega}{c} ) 为波数;
  • ( \omega ) 为角频率;
  • ( \rho_0 ) 为介质密度;
  • ( S ) 为声源表面。

3. 近场声强公式

近场声强 ( I ) 是声压 ( p ) 和质点速度 ( v ) 的乘积的时间平均: [ I = \frac{1}{T} \int_0^T p(t) v(t) , dt ] 在频域中,声强可以表示为: [ I = \frac{1}{2} \text{Re}{p \cdot v^*} ] 其中:

  • ( v^* ) 为质点速度的复共轭;
  • ( \text{Re}{\cdot} ) 表示取实部。

4. 近场声全息(NAH)模型

近场声全息是一种基于声压测量的声场重建技术,其数学模型为: [ p(\mathbf{r}) = \int_S G(\mathbf{r}, \mathbf{r}_0) v_n(\mathbf{r}_0) , dS ] 其中:

  • ( G(\mathbf{r}, \mathbf{r}_0) ) 为格林函数,表示声源点 ( \mathbf{r}_0 ) 到观测点 ( \mathbf{r} ) 的声场传播特性;
  • ( v_n(\mathbf{r}_0) ) 为声源表面的法向质点速度。

通过测量近场声压 ( p(\mathbf{r}) ),可以反推出声源表面的质点速度 ( v_n(\mathbf{r}_0) ),从而重建声场。


5. 近场波束成形模型

波束成形是一种基于阵列信号处理的声源定位技术,其近场模型为: [ p(\mathbf{r}) = \sum_{i=1}^N w_i p_i(\mathbf{r}) ] 其中:

  • ( p_i(\mathbf{r}) ) 为第 ( i ) 个麦克风接收到的声压;
  • ( w_i ) 为权重系数,用于调整各麦克风信号的贡献。

通过优化权重系数 ( w_i ),可以实现对近场声源的定位和聚焦。


6. 近场声学的数值模拟

近场声学的数值模拟通常基于有限元法(FEM)或边界元法(BEM)。其离散化模型为: [ \mathbf{A} \mathbf{p} = \mathbf{b} ] 其中:

  • ( \mathbf{A} ) 为系统矩阵,表示声场传播特性;
  • ( \mathbf{p} ) 为声压向量;
  • ( \mathbf{b} ) 为激励向量。

通过求解该线性方程组,可以得到近场声压分布。


7. 近场声学的简化模型

对于点声源,近场声压可以简化为: [ p(r) = \frac{A}{r} e^{-j k r} ] 其中:

  • ( A ) 为声源强度;
  • ( r ) 为观测点到声源的距离。

该模型适用于简单的近场声学分析。


总结

近场声学模型基于声波方程和边界条件,通过声压、质点速度和声强的数学描述,揭示了近场声场的复杂特性。近场声全息、波束成形和数值模拟等方法为近场声学研究提供了重要工具。这些模型在声源定位、声场重建和噪声控制等领域具有广泛应用。

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