Au cours des dernières années, la recherche et l’industrie ont porté un vif intérêt aux réseaux directionnels de microphones appliqués aux systèmes de communication de la parole (par exemple : pour la localisation acoustique et la séparation de sources, l’amélioration de la parole, la déréverbération) ainsi qu’à la mesure et l’analyse de champs sonores tridimensionnels (par exemple : des réseaux plans de microphones pour l’holographie acoustique en champ proche, ou des réseaux sphériques pour la détection acoustique dans les salles). Typiquement, les réseaux utilisés sont constitués de quelques dizaines voire de centaines de microphones.

Nous avons développé un dispositif hautement flexible (et d’un coût modéré) pour l’acquisition de données à base de FPGA. Avec ce système, il est possible de transmettre 64 canaux de données issues de capteurs avec une résolution de 24 bits et une fréquence d’échantillonnage réglable jusqu’à 192 kHz. Le système d’acquisition de données a été conçu conformément au standard IEPE qui supporte un large éventail de capteurs, tels que des accéléromètres, des capteurs de pression, des capteurs de force, ou des microphones. En outre, nous avons conçu et fabriqué un préamplificateur de faible encombrement pour le conditionnement de microphones omnidirectionnels à électret.

Grâce à ces modules de microphones miniatures, différentes géométries de réseau peuvent être réalisées. La conception d’un réseau sphérique de microphones 64 canaux pour la mesure de réponses impulsionnelles spatio-temporelles de salles sera présentée.

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“Design and development of a system for multichannel audio data acquisition with high channel count”

Abstract:

In recent years research and industries have shown growing interest in directional microphone arrays for speech communication systems (e.g. acoustic source localization and separation, speech enhancement and de- reverberation) as well as for the measurement and analysis of three-dimensional sound fields (e.g. planar microphone arrays for near-field acoustic holography and spherical microphone arrays for room acoustic sensing). Typical array configurations consist of a few dozen to perhaps hundreds of microphones.

We developed a highly flexible and cost efficient FPGA based data acquisition system. With this system it is possible to transmit 64 channels of sensor data at a resolution of 24 bits and an adjustable sampling frequency up to 192 kHz. To fulfill all of the technical requirements, the data acquisition system was designed to support the IEPE standard, which allows for driving a wide range of different sensor types, e.g. accelerometers, pressure sensors, force sensors, and microphones. In addition, a small-sized microphone pre-amplifier for the operation of an omnidirectional back electret condenser microphone was designed and crafted.

With the aid of these miniature microphone modules different array geometries can be realized. The design of a 64-channel spherical microphone array for the measurement of spatiotemporal room impulse responses will be presented.