Macierz mikrofonowa USB miniDSP UMA-16 V2 16 kanałów MEMS

miniDSP UMA-16 V2 to macierz 16 mikrofonów MEMS z interfejsem USB, przeznaczona do wielokanałowej rejestracji dźwięku, rozwoju algorytmów beamformingu i budowy kamer akustycznych. Udostępnia komputerowi 16 niezależnych kanałów PCM w rozdzielczości 24 bit, z częstotliwością próbkowania do 48 kHz.

Opis produktu

UMA-16 V2 wykorzystuje 16 mikrofonów Knowles rozmieszczonych w regularnej siatce 4 × 4 o rozstawie 42 mm. Taka geometria pozwala analizować różnice czasu dotarcia i poziomu sygnału pomiędzy mikrofonami, stanowiące podstawę lokalizacji źródeł dźwięku oraz przestrzennego przetwarzania nagrań.

Moduł MCHStreamer Lite z układem XMOS XCORE200 konwertuje sygnały mikrofonów z PDM do PCM i przesyła je przez USB. Wszystkie kanały pozostają dostępne oddzielnie, dzięki czemu użytkownik może opracowywać własne algorytmy i porównywać wyniki przetwarzania.

Beamforming, wyznaczanie kierunku nadejścia dźwięku i tworzenie map akustycznych realizuje oprogramowanie na komputerze. Centralny otwór umożliwia umieszczenie opcjonalnej kamery USB i połączenie obrazu wideo z wynikami analizy dźwięku.

Zastosowanie

• Rozwój algorytmów beamformingu i kierunkowego odbioru dźwięku.

• Lokalizacja źródeł dźwięku oraz wyznaczanie kierunku nadejścia sygnału.

• Budowa kamer akustycznych DIY.

• Badania nad przetwarzaniem mowy i sygnałów wielokanałowych.

• Rejestracja i porównywanie sygnałów z wielu mikrofonów jednocześnie.

• Projekty badawcze, dydaktyczne i prototypowanie systemów audio.

Przykładowe konfiguracje pracy

• Stanowisko badawcze: UMA-16 V2, komputer i środowisko MATLAB z Audio Toolbox do rejestracji kanałów i testowania własnych algorytmów.

• Kamera akustyczna DIY: macierz, opcjonalna kamera USB oraz odpowiednio skonfigurowane oprogramowanie, np. wykorzystujące bibliotekę Acoular. Pozwala rozwijać wizualizację położenia źródeł dźwięku na obrazie.

• Pomiary wielokanałowe: współpraca z REW po dokupieniu rozszerzenia Pro umożliwiającego jednoczesne przechwytywanie wielu wejść.

Dokładność lokalizacji i użyteczny zakres analizy zależą od częstotliwości dźwięku, geometrii stanowiska oraz zastosowanego algorytmu.

Jakość rejestracji i możliwości analizy

Mikrofony MEMS Knowles mają charakterystykę dookólną, a deklarowany stosunek sygnału do szumu wynosi około 65 dB. Oddzielny dostęp do kanałów pozwala analizować zależności czasowe i amplitudowe pomiędzy punktami macierzy oraz dobierać sposób ich łączenia do konkretnego zadania.

Zaletą takiego rozwiązania jest dostęp do materiału wejściowego przed przetwarzaniem kierunkowym. Można porównywać różne metody beamformingu na tych samych nagraniach i samodzielnie ustalać kompromis pomiędzy kierunkowością, zakresem częstotliwości i obciążeniem komputera.

Najważniejsze cechy

• 16 niezależnych kanałów audio dostępnych przez USB.

• Regularny układ mikrofonów URA 4 × 4.

• Mikrofony MEMS Knowles SPH1668LM4H.

• Konwersja PDM–PCM i transmisja przez MCHStreamer Lite.

• Zasilanie bezpośrednio z USB.

• Centralny otwór pod opcjonalną kamerę.

• Dokumentacja i schematy ułatwiające rozwój własnych projektów.

Podłączenie, oprogramowanie i montaż

Połączenie USB zapewnia transmisję dźwięku i zasilanie. Do wykorzystania wszystkich kanałów potrzebna jest aplikacja obsługująca wielokanałowe wejście audio.

W systemie Windows sterownik należy zainstalować zgodnie z instrukcją producenta przed podłączeniem urządzenia. Moduł można zamocować z wykorzystaniem czterech punktów M3, pozostawiając odsłonięte otwory akustyczne mikrofonów i miejsce na przewód USB.

Zawartość zestawu i sposób sprzedaży

• 1 × macierz mikrofonowa miniDSP UMA-16 V2 z interfejsem USB.

• 1 × przewód USB–miniUSB o długości 1,5 m.

• Dostęp do sterowników ASIO i aktualizacji firmware producenta.

Standardowy zestaw jest sprzedawany bez kamery USB. Licencja REW Pro oraz wymagane licencje dodatkowego oprogramowania są dobierane osobno.

Bezpieczeństwo użytkowania

Moduł należy zamontować w sposób zabezpieczający płytki przed zwarciem i przypadkowym uszkodzeniem. Chronić elektronikę przed wilgocią i wyładowaniami elektrostatycznymi. Nie zasłaniać otworów mikrofonów; prace montażowe wykonywać przy odłączonym USB.