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声音检测引导功能的实现图12 声音采集定位坐标示意图人说话声音的频率为300Hz到3400Hz之间，为了实现声音检测、定位导航功能，系统需要从噪声中滤出语音频段，并进行放大，再由单片机进行捕获后进行下一步的处理。本系统设计采用如图12所示的声音采集、定位系统。在机器人的上层安装四个全向咪头，呈直角分布，建立立体 三维坐标，可以判断周围360范围内是否有人，其接收频率为5012000Hz，可以满足要求。当声源发声时，声音传播到四个咪头的时间不同，系统捕捉t，从而计算出声源的具体坐标 (d1、d2、d3为声源传播到咪头的距离差) 。.该定位系统结构简单，价格低廉，在误差允许的范围内能够定位遇难者，引导小车前去救援。声音采集及前置小信号放大电路如图13所示，该电路是由一个电压跟随器和一个反相比例运算放大电路串联组成的前置放大电路。电压跟随器一个最大的特点就是输入电阻无穷大，输出电压等于输入电压。放大器使用低噪声双运放NE5532，采用单电源供电，由R4、R5组成1/2V+偏置，C3是消振电容，C1、C2为耦合电容。放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻R2、R3决定：Av=-R3/R2。负号表示输出信号与输入信号相位相反。图13 声音采集及前置小信号放大电路具体参数设计：选取R4=R5=100K R2=10K R3=300K放大倍数：Av=-R3/R2=30放大有用信号的同时，噪声也被放大。因此，我们需要一个上限频率和下限频率分别为300HZ和3400Hz的带通滤波器。二阶有源带通滤波电路只需将高通滤波电路和低通滤波电路串联起来。因此我们需要设计一个截止频率为300HZ的高通滤波器和一个截止频率为3400HZ的低通滤波器，电路如图14所示。图14 语音滤波电路图具体参数设计：（a）300Hz高通滤波器设计：其幅频响应表达式为：A(jw)/Avf=1/1-(WL/W)22+(WL/WQ)2式中：Avf=1+ R7/R6WL=1/RCQ=1/(3- Avf)上式中的特征角频率WL=1/RC就是3dB截止角频率。因此，下限截止频率为：fL=1/2RC选取C5=C6=0.022uF fL=1/2RC=300Hz R6=R7=47K则 R8=R9=1/2CfL=54KAvf1=1+ R7/R6=2（b）300Hz高通滤波器设计：其幅频响应表达式为：A(jw)/Avf=1/1-(W/WH)22+(W/WHQ)2式中：Avf=1+ R13/R12WL=1/RCQ=1/(3- Avf)其上限截止频率为：fH=1/2RC选取C8=C9=0.0015uF fH=1/2RC=3400Hz R12=R13=47K则 R10=R11=1/2CfH=56KAvf2=1+ R13/R12=2因此，此二阶有源带通滤波器较好得抑制低于300Hz和高于3KHz
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