本文關(guān)鍵詞：麥克風(fēng)陣列數(shù)字助聽器的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：在快節(jié)奏和高壓力的現(xiàn)代社會(huì),因?yàn)橄忍焐眢w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(huì)中的個(gè)體,交流溝通是融入社會(huì)的重要手段,而聽力的損失必然會(huì)影響到這一過(guò)程的正常進(jìn)行,會(huì)給患者帶來(lái)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(guò)處理器擬合出最適應(yīng)個(gè)體的聲音補(bǔ)償曲線。但國(guó)內(nèi)的盒式助聽器主要集中在相對(duì)低端的模擬助聽器,缺少性價(jià)比較高的數(shù)字助聽器。本文設(shè)計(jì)了一款基于ARM Cortex-A8的麥克風(fēng)陣列數(shù)字助聽器,在盡量降低成本的同時(shí),保證了對(duì)語(yǔ)音增強(qiáng)算法的驅(qū)動(dòng)能力,具有較高的實(shí)用價(jià)值。基于ARM Cortex-A8的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)是本文的核心,四麥克風(fēng)一維線性陣列的采用為多通道語(yǔ)音增強(qiáng)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(jiǎn)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(fēng)陣列拓?fù)浣Y(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(jì),包括數(shù)字助聽器整體架構(gòu)設(shè)計(jì)、麥克風(fēng)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、音頻緩沖電路設(shè)計(jì)、電源模塊設(shè)計(jì)、音頻編碼模塊設(shè)計(jì)、音頻解碼模塊設(shè)計(jì)、串口模塊設(shè)計(jì)和去耦電路設(shè)計(jì)。各功能模塊的設(shè)計(jì)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(cè)搭建電路,最后實(shí)現(xiàn)功能模塊間的互連。論文最后是PCB設(shè)計(jì)和功能調(diào)試。PCB設(shè)計(jì)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(jì)的基本原則以及數(shù)字助聽器電路板的實(shí)際情況,具體闡述了PCB設(shè)計(jì)的過(guò)程。功能調(diào)試包括對(duì)電路板焊接情況的檢查,電源模塊短路測(cè)試以及電源電壓和時(shí)鐘信號(hào)頻率的測(cè)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(jì)中預(yù)留了I2S和GPIO接口,便于數(shù)字助聽器的應(yīng)用擴(kuò)展。
【關(guān)鍵詞】：助聽器 麥克風(fēng)陣列 嵌入式系統(tǒng) PCB設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(guó)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(fēng)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(yǔ)音基礎(chǔ)知識(shí)12-13
• 2.1.2 數(shù)字助聽器設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)13
• 2.1.3 數(shù)字助聽器工作原理13-15
• 2.2 麥克風(fēng)陣列結(jié)構(gòu)15-17
• 2.2.1 麥克風(fēng)陣列聲場(chǎng)結(jié)構(gòu)15-16
• 2.2.2 麥克風(fēng)陣列拓?fù)浣Y(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(jì)20-39
• 3.1 系統(tǒng)整體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20
• 3.2 核心處理器選擇20-22
• 3.3 存儲(chǔ)模塊電路22-25
• 3.3.1 SDRAM存儲(chǔ)器電路22-23
• 3.3.2 FLASH存儲(chǔ)器電路23-25
• 3.4 系統(tǒng)電源模塊設(shè)計(jì)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(dòng)設(shè)計(jì)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(jì)35-38
• 3.10 本章小結(jié)38-39
• 第4章 PCB設(shè)計(jì)及電路調(diào)試39-48
• 4.1 電路板設(shè)計(jì)39-44
• 4.1.1 電路板層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(fēng)陣列數(shù)字助聽器實(shí)物圖44-45
• 4.2.2 電源測(cè)試及時(shí)鐘信號(hào)測(cè)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(xiàn)49-54
• 致謝54

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1011476