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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳建良
研究生(外文):Jian-Liang Chen
論文名稱:聲源方向辨識系統研製
論文名稱(外文):Development of a Sound Direction Detection System
指導教授:宋開泰
指導教授(外文):Kai-Tai Song
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電機與控制工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:117
中文關鍵詞:聲源方向辨識哨子聲源方向辨識電容式矽晶麥克風哨子聲源方向辨識晶片混合式晶片微感測器設計
外文關鍵詞:Sound Direciton DetectionWhistle Sound Direciton DetectionCondenser Silicon MicrophoneWhistle Sound Direction Detection ChipHybrid ChipsMEMS & CMOS
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本論文設計及研製一哨子聲源方向辨識系統,並探討於機器人操控之應用。此系統之偵測角度範圍為360°,辨識誤差為±5°。語音辨識提供智慧型人機介面一項重要的技術,但在吵雜環境中難以保持良好的辨識結果。本論文發展之哨子聲源方向辨識系統,可改善上述環境對系統造成之影響,正確工作於吵雜環境。一般聲源方向辨識之解碼方式複雜,需借助電腦運算方能計算出聲源方向,限制了系統的應用。本論文提出一簡易解碼方式,可由電路得知聲源方向,提高系統可攜性。因應未來發展,本論文提出一混合式晶片(Hybrid chips)聲源方向辨識系統之架構,結合陣列矽晶麥克風與聲源辨識晶片,逹成一智慧型感測器。並將所設計之哨子聲源方向辨識系統晶片化,大幅縮小系統體積及功率需求。
In this thesis, we develop a whistle sound direction detection system. It can detect sound direction with an accuracy of ±5°. Most speech recognition systems cannot keep their performance in a noisy environment. However, the developed whistle sound detection system can surmount this problem. More over, we integrate the system to mobile robots. Experimental results show that the robots can be controlled using a whistle in a noisy environment. A new decode method is proposed in this thesis to resolve the sound direction. This method uses circuit to obtain direction information, an improvement to the conventional computer dependent methods. We propose a hybrid chip approach to a integrated system. In this system, silicon microphone array is combined with a sound direction detection chip to facilitate future application.
目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖例 vi
表格 xi
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2文獻回顧 2
1.3研究動機與目的 4
1.4論文架構 6
第二章 哨子聲源方向辨識電路原理說明 7
2.1電路架構 7
2.2哨子聲偵測 8
2.3麥克風陣列組成 9
2.4哨子聲源方向 11
2.5最小辨識角度 13
2.6方向解碼器設計 15
第三章 哨子聲源方向辨識電路設計與實現 17
3.1電路簡介 17
3.2電路設計與實現 19
3.3電路量測 31
第四章 哨子聲源方向辨識晶片設計與實現 38
4.1晶片簡介 38
4.2晶片設計與實現 40
4.3晶片量測 65
第五章 電容式矽晶麥克風設計與製作 70
5.1原理說明介 70
5.2模擬分析 74
5.3製程設計 78
5.4製程考量 83
5.5製程結果與探討 86
第六章 機器人控制實驗結果 90
6.1哨子聲源方向辨識機器人 90
6.2合作式機器人 97
第七章 結論與未來展望 105
6.1 結論 105
6.2 未來展望 105
參考文獻 106
附錄A 哨子聲源方向辨識電路圖 108
附錄B 電容式矽晶麥克風之光罩佈局圖及剖面圖 110
附錄C 中區微機電代工製程之電容式矽晶麥克風 112
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