To see the other types of publications on this topic, follow the link: Microphones.
Dissertations / Theses on the topic 'Microphones'
Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles
Consult the top 50 dissertations / theses for your research on the topic 'Microphones.'
Next to every source in the list of references, there is an 'Add to bibliography' button. Press on it, and we will generate automatically the bibliographic reference to the chosen work in the citation style you need: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
You can also download the full text of the academic publication as pdf and read online its abstract whenever available in the metadata.
Browse dissertations / theses on a wide variety of disciplines and organise your bibliography correctly.
1
Jeelani, Mohammad Kamran. "Integration and characterization of micromachined optical microphones." Thesis, Atlanta, Ga. : Georgia Institute of Technology, 2009. http://hdl.handle.net/1853/31759.
Full textAbstract:
Thesis (M. S.)--Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, 2010.Committee Chair: Degertekin, F. Levent; Committee Member: Baldwin, Daniel; Committee Member: Hesketh, Peter. Part of the SMARTech Electronic Thesis and Dissertation Collection.
2
Pearce, Andy. "Perceived differences between microphones." Thesis, University of Surrey, 2017. http://epubs.surrey.ac.uk/814006/.
Full textAbstract:
The perceptual characteristics of a microphone are not always clear from its technical specification. This thesis documents a first step towards creating more perceptually relevant measures. Consideration of relevant criteria revealed that the most appropriate method for recording stimuli for perceptual microphone comparisons is to use all microphones under test simultaneously. Experiments determined that a maximum array size of 150 mm will ensure that the perceptual differences between the recorded stimuli are predominantly due to the characteristics of the microphones and not artefacts of the spacing between them. It was established that there are eight standard physical differences that exist between microphones which may impact the perceived characteristics of a recording. These differences, supplemented with expert opinions, indicated that recording five programme items with eight studio and two MEMS microphones would allow for determination of the most prominent inter-microphone perceptual differences. A combination of indirect and direct elicitation experiments on the resulting 50 recordings identified a hierarchy of 40 perceptual attributes that describe the differences between microphones. A novel attribute contribution experiment conducted on the 31 lowest-level attributes in the hierarchy showed that brightness contributes the most overall to the inter-microphone difference. The spectral centroid and ratios comparing the relative level of high frequencies were previously used to predict brightness; however, these metrics did not predict subjective ratings of microphone-related brightness as well as a newly proposed combination metric: the product of the spectral centroid above 3 kHz, and the ratio of energy above 3 kHz compared to all energy. This model performed well on training data (r = 0.909). Validating it on independent microphones and programme items suggested that improvements may be necessary for error-free prediction of programme-related aspects of brightness, but showed good correlation with each programme item and overall (r = 0.854), indicating that the model predicts microphone-related brightness well.
3
Varada, Vijay K. "Acoustic Localization Employing Polar Directivity Patterns of Bidirectional Microphones Enabling Minimum Aperture Microphone Arrays." University of Toledo / OhioLINK, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=toledo1290118825.
Full text
4
Bicen, Baris. "Micromachined diffraction based optical microphones and intensity probes with electrostatic force feedback." Diss., Georgia Institute of Technology, 2010. http://hdl.handle.net/1853/41065.
Full textAbstract:
Measuring acoustic pressure gradients is critical in many applications such as directional microphones for hearing aids and sound intensity probes. This measurement is especially challenging with decreasing microphone size, which reduces the sensitivity due to small spacing between the pressure ports. Novel, micromachined biomimetic microphone diaphragms are shown to provide high sensitivity to pressure gradients on one side of the diaphragm with low thermal mechanical noise. These structures have a dominant mode shape with see-saw like motion in the audio band, responding to pressure gradients as well as spurious higher order modes sensitive to pressure. In this dissertation, integration of a diffraction based optical detection method with these novel diaphragm structures to implement a low noise optical pressure gradient microphone is described and experimental characterization results are presented, showing 36 dBA noise level with 1mm port spacing, nearly an order of magnitude better than the current gradient microphones. The optical detection scheme also provides electrostatic actuation capability from both sides of the diaphragm separately which can be used for active force feedback. A 4-port electromechanical equivalent circuit model of this microphone with optical readout is developed to predict the overall response of the device to different acoustic and electrostatic excitations. The model includes the damping due to complex motion of air around the microphone diaphragm, and it calculates the detected optical signal on each side of the diaphragm as a combination of two separate dominant vibration modes. This equivalent circuit model is verified by experiments and used to predict the microphone response with different force feedback schemes. Single sided force feedback is used for active damping to improve the linearity and the frequency response of the microphone. Furthermore, it is shown that using two sided force feedback one can significantly suppress or enhance the desired vibration modes of the diaphragm. This approach provides an electronic means to tailor the directional response of the microphones, with significant implications in device performance for various applications. As an example, the use of this device as a particle velocity sensor for sound intensity and sound power measurements is investigated. Without force feedback, the gradient microphone provides accurate particle velocity measurement for frequencies below 2 kHz, after which the pressure response of the second order mode becomes significant. With two-sided force feedback, the calculations show that this upper frequency limit may be increased to 10 kHz. This improves the pressure residual intensity index by more than 15 dB in the 50 Hz-10 kHz range, matching the Class I requirements of IEC 1043 standards for intensity probes without any need for multiple spacers.
5
Zwyssig, Erich Paul. "Speech processing using digital MEMS microphones." Thesis, University of Edinburgh, 2013. http://hdl.handle.net/1842/8287.
Full textAbstract:
The last few years have seen the start of a unique change in microphones for consumer devices such as smartphones or tablets. Almost all analogue capacitive microphones are being replaced by digital silicon microphones or MEMS microphones. MEMS microphones perform differently to conventional analogue microphones. Their greatest disadvantage is significantly increased self-noise or decreased SNR, while their most significant benefits are ease of design and manufacturing and improved sensitivity matching. This thesis presents research on speech processing, comparing conventional analogue microphones with the newly available digital MEMS microphones. Specifically, voice activity detection, speaker diarisation (who spoke when), speech separation and speech recognition are looked at in detail. In order to carry out this research different microphone arrays were built using digital MEMS microphones and corpora were recorded to test existing algorithms and devise new ones. Some corpora that were created for the purpose of this research will be released to the public in 2013. It was found that the most commonly used VAD algorithm in current state-of-theart diarisation systems is not the best-performing one, i.e. MLP-based voice activity detection consistently outperforms the more frequently used GMM-HMM-based VAD schemes. In addition, an algorithm was derived that can determine the number of active speakers in a meeting recording given audio data from a microphone array of known geometry, leading to improved diarisation results. Finally, speech separation experiments were carried out using different post-filtering algorithms, matching or exceeding current state-of-the art results. The performance of the algorithms and methods presented in this thesis was verified by comparing their output using speech recognition tools and simple MLLR adaptation and the results are presented as word error rates, an easily comprehensible scale. To summarise, using speech recognition and speech separation experiments, this thesis demonstrates that the significantly reduced SNR of the MEMS microphone can be compensated for with well established adaptation techniques such as MLLR. MEMS microphones do not affect voice activity detection and speaker diarisation performance.
6
Garcia, Caesar Theodore. "Packaging and Characterization of MEMS Optical Microphones." Thesis, Georgia Institute of Technology, 2007. http://hdl.handle.net/1853/19713.
Full textAbstract:
Miniature microphones have numerous applications but often exhibit poor performance which can be attributed to the challenges associated with capacitive detection at small size scales. Optical detection methods are able to overcome some of these challenges although miniaturized integration of these optical systems has not yet been demonstrated. An optical interferometric detection scheme is presented and is implemented using micro-scale optoelectronic devices which are used primarily in fiber optic data transmission. Using basic diffraction theory, a model is developed and used to optimize the micro-optical system within a 1mm3 volume. Both omnidirectional and directional optical microphone designs are presented and a modular packaging architecture is assembled in order to test these devices. Results from the 2mm diameter omnidirectional optical microphone structure demonstrate a 26dBA noise floor. The biomimetic directional optical microphone, which has an equivalent port spacing of 1mm, demonstrates a noise floor of 34dBA. Additionally, these results demonstrate an array of two biomimetic directional optical microphones located on the same silicon chip and separated by less than 5mm. These results confirm the micro-optical detection method as an alternative to capacitive detection especially for miniaturized microphone applications and suggest that this method in its modular packaging architecture is competitive with industry leading
measurement microphones.
7
Song, Yuanyuan. "Design, analysis and characterization of silicon microphones." Diss., Online access via UMI:, 2008.
Find full textAbstract:
Thesis (Ph. D.)--State University of New York at Binghamton, Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science, Department of Mechanical Engineering, 2008.Includes bibliographical references.
8
Dieme, Robert. "Characterization of noise in MEMS piezoresistive microphones." [Gainesville, Fla.] : University of Florida, 2005. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/UFE0010508.
Full text
9
Hsieh, Wen H. Tai Yu-Chong. "MEMS thin film teflon electret condenser microphones /." Diss., Pasadena, Calif. : California Institute of Technology, 2001. http://resolver.caltech.edu/CaltechETD:etd-08302005-135533.
Full text
10
Cao, Yuchang. "Speech enhancement with single and multiple microphones." Thesis, Queensland University of Technology, 1996.
Find full text
11
Jawed, Syed Arsalan. "CMOS Readout Interfaces for MEMS Capacitive Microphones." Doctoral thesis, Università degli studi di Trento, 2009. https://hdl.handle.net/11572/368656.
Full textAbstract:
This dissertation demonstrates the feasibility of three novel low-power and low-noise schemes for the readout interfaces of MEMS Capacitive Microphones (MCM) by presenting their detailed design descriptions and measurement results as application-specific ICs (ASIC) in CMOS technology developed to exploit their application scope in consumer electronics and hearing aids. MCMs are a new generation of acoustic sensors, which offer a significant scope to improve miniaturization, integration and cost of the acoustic systems by leveraging the MEMS technology. Electret-Condenser-Microphones (ECM) are the current market solution for acoustic applications; however, MCMs are being considered as the future microphone-of-choice for mobile phones in consumer electronics and for hearing aids in medical applications. The readout interface of MCM in an acoustic system converts the output of the MEMS sensor into an appropriate electrical representation (analog or digital). The output of a MCM is in the form of capacitive-variations in femto-Farad range, which necessitates a low-noise signal-translation employed by the readout interface together with a low-power profile for its portable applications. The main focus of this dissertation is to develop novel readout schemes that are low-noise, low-power, low-cost and batch-producible, targeting the domains of consumer electronics and hearing-aids. The presented readout interfaces in this dissertation consist of a front-end, which is a preamplifier, and a backend which converts the output of the preamplifier into a digital representation.
The first interface presents a bootstrapped preamplifier and a third-order sigma-delta modulator (SDM) for analog-to-digital conversion. The preamplifier is bootstrapped to the MCM by tying its output to the sensor’s substrate. This bootstrapping technique boosts the MCM signal by ~17dB and also makes the readout insensitive to the parasitic capacitors in MCM electro-mechanical structure, achieving 55dBA/Pa of SNDR. The third-order low-power SDM converts output of the PAMP into an over-sampled digital bitstream demonstrating a dynamic-range (DR) of 80dBA. This ASIC operates at 1.8V single-supply and 460uA of total current consumption; thus, highlighting the feasibility of low-power integrated MCM readout interface. This ASIC is also acoustically characterized with a MCM, bonded together in a single package, demonstrating a reasonable agreement with the expected performance.
The second interface presents a readout scheme with force-feedback (FFB) for the MCM. The force-feedback is used to enhance the linearity of the MCM and minimize the impact of drift in sensor mechanical parameters. Due to the unavailability of the sensor, the effect of FFB could not be measured with an MCM; however, the presented results point out a significant performance improvement through FFB. The preamplifier in this ASIC utilizes a high-gain OTA in a capacitive-feedback configuration to achieve parasitic insensitive readout in an area and power-efficient way, achieving 40dBA/Pa of SNDR. The digital output of the third-order SDM achieved 76dBA of DR and was also used to apply the electrostatic FFB by modulating the bias voltage of the MCM. A dummy-branch with dynamic matching converted the single-ended MCM into a pseudo-differential sensor to make it compatible with force-feedback. This interface operates at 3.3V supply and consumes total current of 300uA.
The third interface presents a chopper-stabilized multi-function preamplifier for MCM. Unlike typical MCM preamplifiers, this preamplifier employs chopper-stabilization to mitigate low-frequency noise and offset and it also embeds extra functionalities in the preamplifier core such as controllable gain, controllable offset and controllable high-pass filtering. This preamplifier consists of two stages; the first stage is a source-follower buffering the MCM output into a voltage signal and the second-stage is a chopper-stabilized controllable capacitive gain-stage. This preamplifier employs MΩ bias resistors to achieve consistent readout sensitivity over the audio band by utilizing the miller effect, avoiding the conditionally-linear GΩ bias resistors. The offset control functionality of this preamplifier can be used to modulate idle tones in the subsequent sigma-delta modulator out of the audio-band. The high-pass filtering functionality can be used to filter-out low-frequency noises such as wind-hum. This preamplifier operates at 1.8V and consumes total current of 50u with SNDR of 44dB/PA, demonstrating the feasibility of a low-power low-noise multifunction preamplifier for the MCM sensor.
12
Jawed, Syed Arsalan. "CMOS Readout Interfaces for MEMS Capacitive Microphones." Doctoral thesis, University of Trento, 2009. http://eprints-phd.biblio.unitn.it/82/1/thesis_mems_microphone_readout.pdf.
Full textAbstract:
This dissertation demonstrates the feasibility of three novel low-power and low-noise schemes for the readout interfaces of MEMS Capacitive Microphones (MCM) by presenting their detailed design descriptions and measurement results as application-specific ICs (ASIC) in CMOS technology developed to exploit their application scope in consumer electronics and hearing aids. MCMs are a new generation of acoustic sensors, which offer a significant scope to improve miniaturization, integration and cost of the acoustic systems by leveraging the MEMS technology. Electret-Condenser-Microphones (ECM) are the current market solution for acoustic applications; however, MCMs are being considered as the future microphone-of-choice for mobile phones in consumer electronics and for hearing aids in medical applications. The readout interface of MCM in an acoustic system converts the output of the MEMS sensor into an appropriate electrical representation (analog or digital). The output of a MCM is in the form of capacitive-variations in femto-Farad range, which necessitates a low-noise signal-translation employed by the readout interface together with a low-power profile for its portable applications. The main focus of this dissertation is to develop novel readout schemes that are low-noise, low-power, low-cost and batch-producible, targeting the domains of consumer electronics and hearing-aids. The presented readout interfaces in this dissertation consist of a front-end, which is a preamplifier, and a backend which converts the output of the preamplifier into a digital representation.
The first interface presents a bootstrapped preamplifier and a third-order sigma-delta modulator (SDM) for analog-to-digital conversion. The preamplifier is bootstrapped to the MCM by tying its output to the sensor’s substrate. This bootstrapping technique boosts the MCM signal by ~17dB and also makes the readout insensitive to the parasitic capacitors in MCM electro-mechanical structure, achieving 55dBA/Pa of SNDR. The third-order low-power SDM converts output of the PAMP into an over-sampled digital bitstream demonstrating a dynamic-range (DR) of 80dBA. This ASIC operates at 1.8V single-supply and 460uA of total current consumption; thus, highlighting the feasibility of low-power integrated MCM readout interface. This ASIC is also acoustically characterized with a MCM, bonded together in a single package, demonstrating a reasonable agreement with the expected performance.
The second interface presents a readout scheme with force-feedback (FFB) for the MCM. The force-feedback is used to enhance the linearity of the MCM and minimize the impact of drift in sensor mechanical parameters. Due to the unavailability of the sensor, the effect of FFB could not be measured with an MCM; however, the presented results point out a significant performance improvement through FFB. The preamplifier in this ASIC utilizes a high-gain OTA in a capacitive-feedback configuration to achieve parasitic insensitive readout in an area and power-efficient way, achieving 40dBA/Pa of SNDR. The digital output of the third-order SDM achieved 76dBA of DR and was also used to apply the electrostatic FFB by modulating the bias voltage of the MCM. A dummy-branch with dynamic matching converted the single-ended MCM into a pseudo-differential sensor to make it compatible with force-feedback. This interface operates at 3.3V supply and consumes total current of 300uA.
The third interface presents a chopper-stabilized multi-function preamplifier for MCM. Unlike typical MCM preamplifiers, this preamplifier employs chopper-stabilization to mitigate low-frequency noise and offset and it also embeds extra functionalities in the preamplifier core such as controllable gain, controllable offset and controllable high-pass filtering. This preamplifier consists of two stages; the first stage is a source-follower buffering the MCM output into a voltage signal and the second-stage is a chopper-stabilized controllable capacitive gain-stage. This preamplifier employs MΩ bias resistors to achieve consistent readout sensitivity over the audio band by utilizing the miller effect, avoiding the conditionally-linear GΩ bias resistors. The offset control functionality of this preamplifier can be used to modulate idle tones in the subsequent sigma-delta modulator out of the audio-band. The high-pass filtering functionality can be used to filter-out low-frequency noises such as wind-hum. This preamplifier operates at 1.8V and consumes total current of 50u with SNDR of 44dB/PA, demonstrating the feasibility of a low-power low-noise multifunction preamplifier for the MCM sensor.
13
Dagher, Samer. "Design of a MEMS microphone based on a new device architecture." Thesis, Le Mans, 2020. http://www.theses.fr/2020LEMA1028.
Full textAbstract:
Durant les dernières années, les microphones MEMS (microsystèmes électromécaniques) sont devenus des composants essentiels dans un large éventail d’appareils électroniques grand public. La demande de microphones haute performance a été propulsée d’une part par la nécessité d’améliorer des champs d’applications existants, comme la prise de voix pour les appels téléphoniques, et d’autre part par le développement de nouvelles applications, comme l’adoption massive des systèmes de reconnaissance vocale. Cette demande constante de meilleurs performances a poussé l’optimisation de la technologie actuelle à ses limites, vu que la majorité des microphones MEMS du commerce est basée sur des variantes de design d’un simple condensateur : une membrane déformable, face à une contre-électrode trouée et fixe, et posée sur une cavité maintenue à pression atmosphérique communément appelée Back Volume (BV). Dans ce design, la transduction capacitive est effectuée à pression ambiante, ce qui inévitablement mène à des amortissements de compression et à une résistance acoustique à cause de la présence de la contre-électrode. Ces pertes visqueuses deviennent les sources prépondérantes de bruit, limitant le rapport signal sur bruit (SNR) du microphone. Représentatif du niveau de performance global, le SNR des microphones basés sur ce design ne peut alors être amélioré qu’au prix d’une plus grande taille de puce et de BV. Bien que d’autres changements et améliorations de design aient été proposés, les efforts pour améliorer le SNR sans augmenter la taille du composant n’ont pas abouti. Les designs basés sur la transduction piézoélectrique semblent prometteurs comme alternatifs, puisqu’ils ne requièrent pas de contre-électrode. Cependant, l’amélioration de leur performance se trouve limitée par les pertes intrinsèques des matériaux piézoélectriques actuellement disponibles. Pour réduire les pertes visqueuses et améliorer le niveau de performances des microphones MEMS capacitifs, le présent travail de recherche propose une nouvelle approche qui consiste à séparer la contre-électrode de la membrane et à effectuer la transduction dans le vide. Avec ce nouveau design, le capteur est divisé en deux parties : un piston rigide qui récolte la pression acoustique dans l’air, connecté mécaniquement à un transducteur capacitif encapsulé dans une cavité sous vide. Cette séparation mène à une réduction drastique des sources de bruits acoustiques tout en permettant une grande densité capacitive, ce qui améliore nettement le SNR du microphone sans nécessairement augmenter sa taille. La connexion mécanique entre les éléments est assurée par une charnière innovante, capable de transférer un déplacement mécanique entre deux atmosphères distinctes. Dans cette étude, la charnière mécanique est d’abord dimensionnée pour qu’elle soit suffisamment robuste pour soutenir les effets de la pression atmosphérique et de potentiels pics de pression, tout en restant suffisamment flexible afin de transférer le mouvement mécanique. Un modèle analytique du microphone est ensuite développé, détaillant son fonctionnement théorique, et les niveaux de performances atteignables et les limitations en termes de taille sont discutés. Les designs des microphones finaux sont basés sur le cadre théorique du modèle analytique tout en prenant en compte les dimensions critiques déterminées par le processus de fabrication à deux wafers. La fabrication de ces microphones a été réalisée avec succès, et les problèmes rencontrés ont été analysés et corrigés. De plus, les premiers résultats expérimentaux sur wafer prouvent la viabilité de ce nouveau concept. Le transfert du mouvement du piston dans l’air au transducteur encapsulé a été démontré, et la réponse acoustique des microphones a été mesurée avec succès avec une sensibilité qui atteint 6±0.5fF/Pa. Avec cette première preuve de concept, ce nouveau design ouvre la voie aux microphones MEMS à ultra-haute performanceIn recent years, MEMS (micro-electromechanical system) microphones have become a key component in a wide range of consumer electronic devices. The need to improve upon existing applications, such as voice pickup for phone calls, as well as the development of new ones, like the widespread use of speech recognition systems, have propelled the ever increasing demand for higher performance microphones. This has driven the optimization of the current technology to its limits, as the large majority of commercial MEMS microphones are based on variations of a simple condenser design: a deformable membrane, facing a perforated and fixed counter-electrode (backplate), and sitting on top of a cavity maintained at atmospheric pressure, commonly referred to as Back Volume (BV). In this design, the capacitive transduction is performed in air, leading to unavoidable squeeze-film damping and acoustical resistance due to the presence of the backplate, which become the dominant noise sources in the device. Limited by these noise sources, the signal-to-noise ratio (SNR), representative of the overall performance of the microphone, can only be improved at the cost of a larger chip and BV size. Although several other design changes and improvements have been proposed, they have had little to no success in increasing the SNR without increasing the size of the device. Alternatively, designs based on piezoelectric transduction seem to promise a higher performance as they do not incorporate a backplate. However, their performance is found to be limited by the intrinsic losses of currently available piezoelectric materials. This present work proposes a new approach for reducing the viscous damping losses, and improving the performance of capacitive MEMS microphones, by separating the backplate from the membrane and performing the transduction in vacuum. In this new design, the device is separated into two parts: a rigid piston that harvests the acoustic sound pressure in air, mechanically connected to a capacitive transducer encapsulated in a vacuum cavity. This separation drastically reduces the acoustic noise sources in the device and allows a high capacitive density, which significantly improves the SNR of the microphone without necessarily increasing its size. The connection between both elements is ensured by an innovative mechanical hinge, capable of transferring a mechanical motion between two separate atmospheres. In this study, the mechanical hinge is first designed to be robust enough to withstand the effects of atmospheric pressure and possible high pressure overshoots, while remaining flexible enough to transfer the mechanical motion. An analytical model of the microphone is then developed, detailing the theory of operation of the device, and the achievable performance levels and size limitations are discussed. The final devices are designed based on the theoretical framework of the analytical model, taking into account the critical dimensions set by the two-wafer fabrication process. These devices have been successfully fabricated, and the encountered fabrication problems have been analyzed and corrected. Furthermore, the first wafer-level experimental results prove the viability of this new device concept. The transfer of the force from the piston in air to the encapsulated transducer was proven, and the acoustic response of the devices was successfully measured with a sensitivity reaching 6±0.5fF/Pa. With this first proof of concept, this new design paves the way for ultra-high performance MEMS microphones
14
Chatzopoulos, Dimitrios. "Modeling the performance of MEMS based directional microphones." Thesis, Monterey, Calif. : Naval Postgraduate School, 2008. http://edocs.nps.edu/npspubs/scholarly/theses/2008/Dec/08Dec%5FChatzopoulos.pdf.
Full textAbstract:
Thesis (M.S. in Engineering Acoustics)--Naval Postgraduate School, December 2008.Thesis Advisor(s): Kapolka, Daphne ; Karunasiri, Gamani. "December 2008." Description based on title screen as viewed on January 30, 2009. Includes bibliographical references (p. 97-98). Also available in print.
15
Barham, R. G. "Free-field reciprocity calibration of laboratory standard microphones." Thesis, University of Southampton, 1995. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.294981.
Full text
16
Gillier, Martin. "Environnement acoustique de la surface de Mars : analyse des données des microphones de Perseverance et modélisation de la propagation du son." Electronic Thesis or Diss., Toulouse, ISAE, 2024. http://www.theses.fr/2024ESAE0040.
Full textAbstract:
Le 18 février 2021, le rover Perseverance a atterri dans le cratère Jezero à la surface de Mars. Depuis, les deux microphones qu'il embarque, ont acquis des dizaines d'heures d'enregistrement sonore, ouvrant la voie à une nouvelle méthode pour l'étude de l'environnement de la surface de Mars. C'est dans ce cadre que cette thèse s'inscrit, en étudiant la propagation des ondes sonores à la surface de Mars à partir de l'analyse des données martiennes et de modélisations.Les travaux présentés dans cette thèse se situent au croisement de l'exploration de Mars et de l'étude de l'atmosphère par des moyens acoustiques.Je présente d'abord les spécificités des données acquises par les microphones martiens. Je m'attarde en particulier sur le problème de la saturation pour montrer comment les contraintes propres à l'opération d'un microphone à la surface de Mars ont un impact sur ce phénomène et comment les méthodes de désaturation permettent de pallier en partie ce risque. L'ensemble des enregistrements audio est ensuite montré sous la forme d'un catalogue avec, pour chaque source de son, une présentation des caractéristiques propres à ce type d'enregistrement, tant d'un point de vue individuel que statistiques. Les applications scientifiques permises par chaque type d'enregistrement sont également décrites.Dans un second temps, des travaux de modélisation de la propagation du son à la surface de Mars sont présentés. Je décris d'abord comment utiliser un modèle acoustique basé sur des principes physique pour dériver la vitesse du son et le coefficient d'atténuation acoustique en tous points de la surface de Mars en tout temps. Ensuite, je montre comment l'utilisation d'un modèle d'acoustique atmosphérique permet de rendre compte de tous les phénomènes présent à la surface de Mars qui ont une influence sur la propagation du son.Ainsi, le résultat de cette thèse est d'une part la démonstration de l'intérêt scientifique des méthodes acoustiques pour étudier l'atmosphère et la surface des autres planètes et d'autre part un modèle permettant de prédire le champ sonore créé par une source spécifique en tous points de la surface de Mars à tous moments. Les leçons apprises au cours de ce travail sur l'emploi de microphone pour la science planétaire ainsi que les méthodes de modélisation développée ici seront utiles pour les futures missions qui embarqueront des instruments acoustiques vers d'autres corps du Système solaireOn February 18, 2021, the Perseverance rover landed in Jezero crater on the surface of Mars. Since then, the two microphones on board have acquired dozens of hours of sound recordings, paving the way for a new method of studying the Martian surface environment. It is within this framework that this thesis takes place, studying the propagation of sound waves on the surface of Mars through the analysis of Martian data and modeling.After briefly discussing how the work presented in this thesis lies at the crossroads of Mars exploration and the study of the atmosphere by acoustic means, the specifics of the data acquired by Martian microphones are presented. I focus in particular on the problem of saturation, to show how the constraints inherent in operating a microphone on the surface of Mars have an impact on this phenomenon, and how desaturation methods make it possible to mitigate this risk to some extent. All the audio recordings are then shown in the form of a catalog, with a presentation of the characteristics of each sound source, from both an individual and statistical point of view. The scientific applications enabled by each type of recording are also described. Secondly, work on modeling sound propagation on the surface of Mars is presented. I first describe how to use a physics-based acoustic model to derive the speed of sound and the acoustic attenuation coefficient at all points on the surface of Mars at all times. Then, I show how the use of an atmospheric acoustics model allows us to account for all the phenomena present on the surface of Mars that have an influence on sound propagation.The result of this thesis is, on the one hand, a demonstration of the scientific interest of using acoustic methods to study the atmosphere and surface of other planets and, on the other, a model enabling us to predict the sound field created by a specific source at all points on the surface of Mars at all times. The lessons learned from this work on the use of microphones for planetary science, and the modeling methods developed here, will be useful for future missions carrying acoustic instruments to other bodies in the Solar System
17
Banser, Frederic Allen. "Micromachined biomimetic optical microphones with improved packaging and power consumption." Thesis, Georgia Institute of Technology, 2012. http://hdl.handle.net/1853/43696.
Full textAbstract:
Low noise, directional microphones are critical for hearing aid applications. This thesis is focused on further development of a biomimetic micromachined directional microphone based on the ear structure of the Ormia Ochracea, a parasitic fly able to locate sound sources in the audio frequency range with high accuracy. The development efforts have been on implementing a version of the microphone for a behind the ear (BTE) package while improving the overall optical efficiency and noise level, demonstrating pulsed laser operation for reduced power consumption, and electrostatic control of the microphone diaphragm position for stable operation over a long time.
The new packaging method for the microphone addressed the need for tighter placement tolerances along with a redesigned diaphragm and integration of a microscale optical lens array to improve the optical efficiency of the device. The completed packages were characterized for sensitivity improvement and optical efficiency. The overall optical efficiency was significantly increased from less than 1% to the photo diode array collecting 50% of the emitted optical power from the Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL). This, coupled with the new diaphragm design, improved the acoustic performance of the microphones. Consequently, the noise levels recorded on the devices were about 31 dBA SPL, more than 15dB better than conventional directional microphones with nearly 10 times larger port spacing.
Since the application for this technology is hearing aids, the power consumed by the working device needs to be at an acceptable level. The majority of the power used by the microphone is from continuously operating the VCSEL with 2mW optical output power. To reduce this power requirement, it was suggested to pulse the VCSEL at high enough frequency with low duty cycle so that the acoustic signals can be recovered from its samples. In this study, it was found that the VCSEL can be pulsed with little to no degradation in signal to noise ratio as long as the thermal mechanical noise dominated the noise spectrum. The results also indicated that a pulse train with a duty cycle of around 20% can be used without a major loss of performance in the device, meaning the device can effectively run at 1/5 of its original power under pulsed operation mode.
Finally, a control technique to overcome some inherent problems of the microphone was demonstrated. Since the optical sensitivity of the microphone depends on the gap between the diaphragm grating and the integrated mirror, it is important to keep that bias gap constant during long term operation against environmental variations and charging effects. Using a simple electrostatic bias controller scheme, the sensitivity variation of the microphone was improved by a factor of 7.68 with bias control. Overall, this thesis has addressed several important aspects of a micromachined biomimetic microphone and further demonstrated its feasibility for hearing aid applications.
18
Munger, Jacob B. "Frequency Response of the Skin on the Head and Neck During Production of Selected Speech Sounds." Diss., CLICK HERE for online access, 2009. http://contentdm.lib.byu.edu/ETD/image/etd2936.pdf.
Full text
19
Stenzel, Sebastian [Verfasser]. "Multichannel Signal Processing for Spatially Distributed Microphones / Sebastian Stenzel." Aachen : Shaker, 2014. http://d-nb.info/1060621940/34.
Full text
20
Stockermans, Ron J. "Comparison calibration of piezoresistive microphones for acoustic power measurements." Thesis, Monterey, California. Naval Postgraduate School, 1992. http://hdl.handle.net/10945/23572.
Full textAbstract:
Approved for public release; distribution is unlimitedA calibration of two Endevco piezoresistive microphones was carried out under static and dynamics pressures. The dynamic pressure calibrations were done by comparison with a B&K condenser microphone. The calibration was carried out in a small closed volume in air and helium. In helium, the codes volume was pressurized to atmospheric pressure and then 10 Atm. The dynamic calibration would determine the "flatness" of the calibration curve, as well as determine a sensitivity value over the range of frequencies used. The results showed that the calibration curve for the piezoresistive microphones are flat from static pressures to about 300 Hz and then begin to fall off. The value of the sensitivity of the "flat" region of the calibration curve for one microphone was within 0.4% of the value for sensitivity calculated under the static pressure calibration. For the other microphone the static and dynamic sensitivities were within 1.3% of each other. Then, the static calibration of one microphone may be used under dynamic conditions with a less than 1% error while using the other microphone similarly will produce an error of greater than 1%.
21
Le, Van Suu Thierry. "Etude analytique, conception et microfabrication de microphones capacitifs miniatures." Le Mans, 2008. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2008/2008LEMA1016.pdf.
Full textAbstract:
Au cours de la dernière décennie, les capteurs capacitifs de pression acoustique fabriqués sur puce silicium, ont fait l'objet d'études théoriques, expérimentales et technologiques, de manière à réaliser des microphones miniatures qui présentent de l'intérêt dans de nombreuses applications. Ces études ont été menées plus particulièrement sur les systèmes d'architectures conventionnelles, c'est à dire sur la modélisation et la microfabrication de dispositifs qui comportent un diaphragme (considéré comme une membrane), une électrode arrière plane (perforée ou non), et une couche de fluide visqueux et thermoconducteur située dans cet entrefer, prolongé par un réservoir périphérique. Le travail présenté dans ce mémoire de thèse constitue dans l'ensemble une extension de ceux menés depuis plusieurs années dans plusieurs laboratoires de par le monde dont le Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine. Une nouvelle architecture dans laquelle l'électrode arrière n'est plus plane a été proposée récemment dans la littérature. Les méthodes analytiques classiques utilisées ont conduit à des expressions simples pour la sensibilité du microphone, mais elles se trouvent limitées lorsque l'étude requiert des résultats très précis. C'est ainsi qu'une solution générale est proposée ici, qui prend en compte le couplage fluidemembrane d'une manière plus réaliste. Par ailleurs, le diaphragme est habituellement considéré comme circulaire et/ou comme ayant un comportement de membrane. C'est ainsi que, dans la seconde partie de cette étude analytique, des solutions sont proposées pour des plaques carrées, chargées par le fluide, incluant une extension au cas du ruban précontraint qui doivent répondent aux attentes de la communauté. La seconde partie de la thèse est double: -i) un microphone miniature, réalisé à l'aide des procédés de micro fabrication disponibles dans la centrale de micro technologies localisée à l'ENSIM, a été conçu et les principales étapes de sa réalisation ont été validées, ii) Une méthode expérimentale de mesure simultanée du module d'Young et des contraintes résiduelles est présentée et validée, qui se substitue avantageusement à notre sens aux méthodes en usage qui ne permettent l'accès qu'à un seul des deux paramètres, l'autre étant supposé connuDuring the last decade, capacitive acoustic pressure sensors fabricated on silicon chips was the subject of theoretical, experimental and technological studies, in order to design miniaturized microphones whose interest in many applications would be of importance. These studies concentrate on the devices classically designed, namely on the modelling and on the micro machining of devices comprising a diaphragm (considered as a membrane), a planar perforated (or not) backing electrode, and a viscous and thermalconducting fiuid trapped between both and/or enclosed by a peripheral reservoir. Ln many respects, the work presented in this PhD thesis is an extension of those carried out for several years in laboratories around the world, including the Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine. A new design in which the backing electrode is non-planar has been proposed recently in the literature. A standard analytic procedure yielded simple expression for the sensitivity of the microphone, whose the limitations can be pointed out when a precise solution is needed. Therefore herein, a general solution is proposed, which accounts for the coupling between the membrane and the fiuid layer in a more realistic way. On the other hand, the diaphragm is usually assumed to be circular and/or to behave as a membrane. The aim of the second chapter of the analytical studies presented here is to propose solutions for square loaded plates, including extensions for stretched ribbon, leading to awaited results. The second part of the thesis is twofold : -i) a miniaturised microphone, made using the micro machining pro cesses available in the clean room facility at ENSIM, has been designed and the main process steps have been validated, -ii) an experimental method for measuring simultaneously the Young's modulus and the residual stress is suggested and validated, supplanting in our opinion other known methods which usually provide only one of these two parameters (assuming that the other one is known)
22
Le, Van Suu Thierry Bruneau Michel Durand Stéphane. "Etude analytique, conception et microfabrication de microphones capacitifs miniatures." [S.l.] : [s.n.], 2008. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2008/2008LEMA1016.pdf.
Full text
23
Ching, Lai Chiong. "A study into the design of steerable microphones arrays." Thesis, Curtin University, 2012. http://hdl.handle.net/20.500.11937/2582.
Full textAbstract:
Beamforming, being a multi-channel signal processing technique, can offer both spatial and temporal selective filtering. It has much more potential than single channel signal processing in various commercial applications. This thesis presents a study on steerable robust broadband beamformers together with a number of their design formulations. The design formulations allow a simple steering mechanism and yet maintain a frequency invariant property as well as achieve robustness against practical imperfection
24
Fedosov, Andrey. "Assistance automatique au mixage de microphones d'appoint dans une prise de son HOA." Thesis, Brest, 2017. http://www.theses.fr/2017BRES0016/document.
Full textAbstract:
Dans ce travail nous étudions la problématique des ingénieurs du son face au mixage d’un microphone principal HOA avec des microphones d’appoint, et notamment l’estimation des paramètres tels que le retard, la position et le gain des sources acoustiques associées aux microphones d’appoint. Nous proposons un algorithme fournissant les paramètres estimés (retard, position, gain) basé sur des équations d’encodage spatial au format HOA qui peuvent alors être utilisées pour traiter les signaux des microphones d’appoint durant le mixage. Cette extraction automatique des paramètres peut être vue comme une assistance pour les ingénieurs du son, leur permettant d’éviter un travail à faible valeur ajoutée (mesure de la distance et des angles entre microphones) afin de pouvoir se concentrer sur des problèmes artistiques comme l’ajustement des paramètres de niveau, d’égalisation ou de compression, voire l’ajustement fin des paramètres de retard, position, gain. La robustesse de l’algorithme est bien présentée pour les scènes sonores de différents niveaux de complexité (plusieurs sources acoustiques, réverbération, encodage réel du microphone…). Nous proposons des tests de performances pour les scènes sonores simulées et réels afin de montrer l’efficacité de l’algorithme ainsi que ces limites. La conclusion et les perspectives pour des futurs travaux complètent cette thèse à la fin du documentIn this thesis we study the problematic of a sound engineer mixing HOA (Higher Order Ambisonics) and spot microphones, namely the estimation of parameters such as delay, position and gain of acoustic sources associated to spot microphones. We present a typical workflow in this context, and also propose an algorithm extracting parameters that could be applied to the spot microphone signals. This mixing assistance allows sound engineers to easily work with HOA 3D sound and to concentrate on artistic choices (fine adjustments of the parameters), by avoiding a low-added value work (coarse parameter estimation). The robustness of the estimators is evaluated on recorded and artificial sound scenes, with different degrees of complexity in terms of number of sources and acoustic conditions (reverberation, effect of real microphone encoding, …). We also provide performance evaluations, based on both sound scene simulations and real recordings, showing encouraging results along with actual limits, and conclude on perspectives
25
Vanwynsberghe, Charles. "Réseaux à grand nombre de microphones : applicabilité et mise en œuvre." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066474/document.
Full textAbstract:
L'apparition récente de microphones numériques MEMS a ouvert de nouvelles perspectives pour le développement de systèmes d'acquisition acoustiques massivement multi-canaux de grande envergure. De tels systèmes permettent de localiser des sources acoustiques avec de bonnes performances. En revanche, de nouvelles contraintes se posent. La première est le flux élevé de données issues de l'antenne, devant être traitées en un temps raisonnable. La deuxième contrainte est de connaître la position des nombreux microphones déployés in situ. Ce manuscrit propose des méthodes répondant à ces deux contraintes. Premièrement, une étude du système d'acquisition est présentée. On montre que les microphones MEMS sont adaptés pour des applications d'antennerie. Ensuite, un traitement en temps réel des signaux acquis via une implémentation parallèle sur GPU est proposé. Cette stratégie répond au problème de flux de données. On dispose ainsi d'un outil d'imagerie temps réel de sources large bande, permettant d'établir un diagnostic dynamique de la scène sonore.Deuxièmement, différentes méthodes de calibration géométrique pour la détermination de la position des microphones sont exposées. Dans des conditions réelles d'utilisation, les méthodes actuelles sont inefficaces pour des antennes étendues et à grand nombre de microphones. Ce manuscrit propose des techniques privilégiant la robustesse du processus de calibration. Les méthodes proposées couvrent différents environnements acoustiques réels, du champ libre au champ réverbérant. Leur efficacité est prouvée par différentes campagnes expérimentalesRecently, digital MEMS microphones came out and have opened new perspectives. One of them is the design of large-aperture and massively multichannel acoustical acquisition systems. Such systems meet good requirements for efficient source localization. However, new problems arise. First, an important data flow comes from the array, and must be processed fast enough. Second, if the large array is set up in situ, retrieving the position of numerous microphones becomes a challenging task. This thesis proposes methods addressing these two problems. The first part exhibits the description of the acquisition system, which has been developed during the thesis. First, we show that MEMS microphone characteristics are suitable for array processing applications. Then, real-time processing of channel signals is achieved by a parallel GPU implementation. This strategy is one solution to the heavy data flow processing issue. In this way, a real-time acoustic imaging tool was developed, and enables a dynamic wide-band diagnosis, for an arbitrary duration.The second part presents several robust geometric calibration methods: they retrieve microphone positions, based only on the array acoustic signals. Indeed, in real-life conditions, the state of the art methods are inefficient with large arrays. This thesis proposes techniques that guarantee the robustness of the calibration process. The proposed methods allow calibration in the different existing soundscapes, from free field to reverberant field. Various experimental scenarios prove the efficiency of the methods
26
Bourouina, Tarik. "Conception, réalisation et caractérisation d'un microphone miniaturisé en technologie silicium." Paris 12, 1991. http://www.theses.fr/1991PA120034.
Full textAbstract:
L'objet de cette etude est la conception, la realisation, et la caracterisation d'un microphone capacitif miniaturise (dont la surface est de 12 mm#2). Le dispositif a ete realise en utilisant des techniques compatibles a celles de la technologie du silicium. Conception et fabrication: dans un premier temps, les caracteristiques des microphones ont ete simulees grace a un modele d'impedances mecaniques. Ce modele traduit la flexion de la membrane carree, ainsi que le mouvement du gaz dans la partie pneumatique du dispositif. Les resultats de ces simulations ont conduit au dimensionnement optimal du capteur. Les microphones sont obtenus a partir du scellement (par soudure anodique) d'une piece de silicium avec une piece de verre. La piece de silicium est prealablement usinee au moyen d'un procede de gravure chimique anisotrope (e. D. P. ). Le resultat de cet usinage est une membrane tres fine (de 1m d'epaisseur), entouree par un volume arriere, creuse aussi dans le volume du silicium. La piece de verre comprend: a) une contre-electrode en aluminium, b) deux plots de contacts electriques, c) un capillaire d'egalisation des pressions absolues. Ce dernier sert egalement de liaison entre la contre-electrode et son plot de contact. L'operation de scellement est suivie par la separation des puces microphoniques. Un jfet preamplificateur est alors monte sur chacune d'entre elles et connecte aux plots du microphone et a ceux de son boitier. Mesures: dans un premier temps, les microphones ont ete etalonnes en chambre anechoique. Les resultats de ces mesures sont des sensibilites variant de 3,5 a 1 mv/pa, suivant le dimensionnement du microphone. Les bandes passantes sont de 2khz et 10khz respectivement. Ces memes bandes passantes ont ete obtenues par une methode d'excitation electrique du microphone. Par ailleurs, nous avons mis en uvre une methode de mesure, par interferometrie optique, des profils de flexion de la membrane. Cette methode a permis, d'une part, de quantifier les proprietes elastiques de la membrane, et d'autre part, de mettre en evidence certaines anisotropies
27
Guianvarc'h, Cécile Bruneau Michel. "La cavité de couplage acoustique dans la méthode de réciprocité modèles analytiques pour l'étalonnage des microphones et la mesure d'impédances de petits composants /." [S.l.] : [s.n.], 2005. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2005/2005LEMA1021.pdf.
Full text
28
Banks, David Carlton. "The localisation and separation of simultaneous voices with two microphones." Thesis, University of Reading, 1991. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.316009.
Full text
29
Yemdji, Tchassi Christelle. "Annulation d'écho acoustique pour terminaux mobiles à un et deux microphones." Thesis, Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0081/document.
Full textAbstract:
Mobile terminals are arguably the most popular telecommunications device of the present day. With the expectation of use anytime, anywhere, mobile terminals are increasingly used in adverse scenarios such as in hands-free mode and in noisy environments. Speech quality is commonly degraded in such cases by the presence of acoustic echo and ambient noise. In consequence, mobile terminals are generally equipped with speech signal processing algorithms in order to assure acceptable speech quality. Classical approaches to speech signal processing involve independent acoustic echo cancellation, noise suppression and post-filtering. While performance is generally acceptable, degradations are noticeable at low signal-to-echo ratios (hands-free scenarios) and computational complexity can be high. Furthermore, while mobile terminals are increasingly equipped with multiple microphones, they are generally exploited for noise suppression alone, even if there is natural potential for combined noise suppression and echo control. This thesis presents new combination and synchronization architecture for acoustic echo cancellation for single- and dual-microphone devices. It moves beyond the current state-of-the-art by reducing computational complexity while improving performance in low signal-to-echo conditions. The thesis also presents the first dual-microphone solution to double-talk detection. These contributions pave the way for further applied research in speech processing; the novel architecture is readily extendible to multiple-microphone scenarios while respecting levels of computational efficiency required for integration in current mobile terminalsLes téléphones mobiles sont sans aucun doute les terminaux de télécommunication le plus populaire de nos jours. Le besoin de mobilité étant toujours croissant, les téléphones mobiles sont parfois utilisés dans des conditions très adverses : mains-libres ou environnements bruités. Dans ces conditions, la qualité de la parole est perturbée par la présence de l'écho acoustique et du bruit ambiant. Les terminaux sont généralement équipés d'algorithmes de traitement de la parole afin de garantir une qualité de la parole acceptable. Composés d’un annuleur d’écho adaptatif, d’une réduction de bruit et d’une suppression d’écho résiduel, les chaines de traitement de parole classiques fournissent en général une qualité de la parole acceptable moyennant une complexité de calcul importante. Néanmoins, lorsque le rapport signal à écho est faible on peut noter des dégradations du signal utile. Les terminaux mobiles récents sont de plus en plus équipés de plusieurs microphones qui ne sont alors utilisés que pour la réduction de bruit bien qu’ils présentent un indéniable intérêt pour les systèmes de réduction conjointe de bruit et d’écho résiduel. Cette thèse présente une nouvelle architecture combinée d’annulation d’écho pour terminaux mobiles à un ou deux microphones. L’architecture proposée réduit efficacement la complexité de calcul tout en améliorant la qualité de la parole dans les scénarios défavorables. Nous présentons également la première solution bi-microphones de détection de double parole. Enfin, nos techniques bi-microphones peuvent facilement être appliquées aux terminaux multi-microphones et tout en ayant une capacité calculatoire acceptable pour les téléphones mobiles
30
Honzík, Petr. "Miniaturní křemíkové mikrofony." České vysoké učení technické (Prague), 2007. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2007/2007LEMA1021.pdf.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est de trouver la description théorique du transducteur électrostatique à membrane carrée et électrode arrière non-plane utilisé comme le capteur de pression acoustique de 0. Ordre et d’examiner des possibilités de sa réalisation en utilisant les micro-technologiques. Dans la partie théorique, les transducteurs électrostatiques à membrane carrée et l’électrode arrière non-plane en forme de paraboloïde de révolution et á électrode arrière non-plane en gradins sont étudiés. Dans la deuxième partie les procédés nécessaires à la fabrication d’un prototype de microphone assemblé ont été mis au point, toutes les étapes nécessaires à la réalisation du microphone à l’électrode arrière en gradins (qui approxime le paraboloïde de révolution) ont été testéesThis thesis deals with formulating of the theoretical description of the electroacoustic transducer with the rectangular diaphragm and the nonplanar back electrode of a parabolic shape as an acoustic pressure sensor of the 0order. The study leads to the equivalent lumped element circuit. The possibilities of the micromechanical fabrication of the miniature silicon microphones were also studied and the complete fabrication process was proposed. In the theoretical part the generalized equivalent circuit describing electromechanical transformation in the transducer is described. The main part of the presented theory is dedicated to finding the equivalent circuit elements of the air-gap between the diaphragm and the non-planar back electrode exhausting to the peripheral cavity. The second part deals with description of micromechanical fabrication of miniature silicon microphones. , some experimental results of testing phases are presented
31
Guitton, Antoine. "Etude expérimentale des relations entre les champs hydrodynamiques et acoustiques des jets libres." Poitiers, 2009. http://www.theses.fr/2009POIT2344.
Full textAbstract:
Une antenne linéique de microphones est utilisée pour étudier le champ proche de jets subsoniques. Des composantes hydrodynamiques et acoustiques sont identifiées et caractérisées. Différentes techniques pour séparer les deux composantes sont proposées et comparées. A partir de cette décomposition des fluctuations de pression en champ proche, le lien entre les champs hydrodynamiques et acoustiques est investigué afin d'étudier les mécanismes de production acoustique associés aux structures cohérentes. Dans ce cadre, Coiffet et al (2006) mirent en évidence, par l'observation de pertes de cohérence, une interférence instantanée entre les deux champs. Cependant, la présente étude du phénomène permet de démontrer que cette interférence n'est pas instantanée mais statistique. Et par conséquent, ces interférences ne mettent pas en évidence le lien causal entre les fluctuations hydrodynamiques et acoustiques du champ proche. Le lien instantanée entre les deux champs est finalement évalué en étudiant les niveaux de cohérence entre les deux composantes. Cette approche est appliquée aux mesures effectuées dans le champ proche d'un jet coaxial transsonique: l'influence de la vitesse du jet primaire sur le niveau de cohérence hydrodynamiqueacoustique est mis en évidence. Pour les mécanismes de productions identifiés à l'aide de la cohérence, le niveau d'activité est plus élevé et observé pour une gamme de fréquence plus large lorsque le rapport des vitesses entre le jet primaire et le jet secondaire augmente. Finalement, la cohérence est évaluée pour des jets équipés de chevrons; un effet des chevrons est de découpler les modes hydrodynamiques et acoustiquesAn experimental study of the near pressure field of subsonic jets is realized using a line array of microphones. Hydrodynamic and acoustic components are identified and characterised. Different techniques to separate the two components are proposed and compared. From this decomposition of the nearfied fluctuations, the link between the hydrodynamic field and the acoustic field is investigated in order to study the mechanisms of acoustic production associated with the coherent structures. In this context, Coiffet et al (2006) interpreted nodes in the spacefrequency coherence of the nearfield as the signature of an instantaneous interference between hydrodynamic and acoustic fluctuations. However, the present study demonstrates that the interference is not instantaneous, but statistical. The nodes do not therefore provide evidence of a causal link between the hydrodynamic and acoustic nearfield fluctuations. The instantaneous relationship between the two components of the nearfield is assessed by studying their levels of coherence. This approach is applied to measurements performed in the nearfield of a transonic coaxial jet: the level of hydrodynamicacoustic coherence is studied as a function of the primary jet exit velocity. For the soundproduction mechanisms which are associated with the coherence metric we use, analysis shows a higher level of source activity, at a broader range of frequencies, as the velocity ratio is increased. Finally, the coherence metric is evaluated for jets equipped with serrations; we find that an effect of the serrations is to decouple the hydrodynamic and acoustic nearfield modes
32
Guillaume, Mathieu. "Analyse et synthèse de champs sonores /." Paris : École nationale supérieure des télécommunications, 2007. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb41024522p.
Full text
33
Honzík, Petr Š̆kvor Zdenĕk. "Miniaturní křemíkové mikrofony crophones sur puces silicium /." [S.l.] : [s.n.], 2007. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2007/2007LEMA1021.pdf.
Full textAbstract:
Reproduction de : Thèse de doctorat : Acoustique : Le Mans : 2007. Reproduction de : Thèse de doctorat : Acoustique : Université technique tchèque : 2007.Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 109-111.
34
Tehrani, Mehrdad Panahpour, Yasushi Hirano, Shoji Kajita, Toshiaki Fujii, Kazuya Takeda, and Kenji Mase. "MULTIPOINT SYSTEM FOR VIDEO AND SOUND 100 Cemras and Microphones System." INTELLIGENT MEDIA INTEGRATION NAGOYA UNIVERSITY / COE, 2005. http://hdl.handle.net/2237/10381.
Full text
35
Lee, Yeongseon. "Bayesian 3D multiple people tracking using multiple indoor cameras and microphones." Diss., Atlanta, Ga. : Georgia Institute of Technology, 2009. http://hdl.handle.net/1853/29668.
Full textAbstract:
Thesis (Ph.D)--Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, 2009.Committee Chair: Rusell M. Mersereau; Committee Member: Biing Hwang (Fred) Juang; Committee Member: Christopher E. Heil; Committee Member: Georgia Vachtsevanos; Committee Member: James H. McClellan. Part of the SMARTech Electronic Thesis and Dissertation Collection.
36
Yemdji, Tchassi Christelle. "Annulation d'écho acoustique pour terminaux mobiles à un et deux microphones." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2013. http://www.theses.fr/2013ENST0081.
Full textAbstract:
Mobile terminals are arguably the most popular telecommunications device of the present day. With the expectation of use anytime, anywhere, mobile terminals are increasingly used in adverse scenarios such as in hands-free mode and in noisy environments. Speech quality is commonly degraded in such cases by the presence of acoustic echo and ambient noise. In consequence, mobile terminals are generally equipped with speech signal processing algorithms in order to assure acceptable speech quality. Classical approaches to speech signal processing involve independent acoustic echo cancellation, noise suppression and post-filtering. While performance is generally acceptable, degradations are noticeable at low signal-to-echo ratios (hands-free scenarios) and computational complexity can be high. Furthermore, while mobile terminals are increasingly equipped with multiple microphones, they are generally exploited for noise suppression alone, even if there is natural potential for combined noise suppression and echo control. This thesis presents new combination and synchronization architecture for acoustic echo cancellation for single- and dual-microphone devices. It moves beyond the current state-of-the-art by reducing computational complexity while improving performance in low signal-to-echo conditions. The thesis also presents the first dual-microphone solution to double-talk detection. These contributions pave the way for further applied research in speech processing; the novel architecture is readily extendible to multiple-microphone scenarios while respecting levels of computational efficiency required for integration in current mobile terminalsLes téléphones mobiles sont sans aucun doute les terminaux de télécommunication le plus populaire de nos jours. Le besoin de mobilité étant toujours croissant, les téléphones mobiles sont parfois utilisés dans des conditions très adverses : mains-libres ou environnements bruités. Dans ces conditions, la qualité de la parole est perturbée par la présence de l'écho acoustique et du bruit ambiant. Les terminaux sont généralement équipés d'algorithmes de traitement de la parole afin de garantir une qualité de la parole acceptable. Composés d’un annuleur d’écho adaptatif, d’une réduction de bruit et d’une suppression d’écho résiduel, les chaines de traitement de parole classiques fournissent en général une qualité de la parole acceptable moyennant une complexité de calcul importante. Néanmoins, lorsque le rapport signal à écho est faible on peut noter des dégradations du signal utile. Les terminaux mobiles récents sont de plus en plus équipés de plusieurs microphones qui ne sont alors utilisés que pour la réduction de bruit bien qu’ils présentent un indéniable intérêt pour les systèmes de réduction conjointe de bruit et d’écho résiduel. Cette thèse présente une nouvelle architecture combinée d’annulation d’écho pour terminaux mobiles à un ou deux microphones. L’architecture proposée réduit efficacement la complexité de calcul tout en améliorant la qualité de la parole dans les scénarios défavorables. Nous présentons également la première solution bi-microphones de détection de double parole. Enfin, nos techniques bi-microphones peuvent facilement être appliquées aux terminaux multi-microphones et tout en ayant une capacité calculatoire acceptable pour les téléphones mobiles
37
Bakir, Tariq Saad. "Blind adaptive dereverberation of speech signals using a microphone array." Diss., Available online, Georgia Institute of Technology, 2004:, 2004. http://etd.gatech.edu/theses/available/etd-06072004-131047/unrestricted/bakir%5Ftariq%5Fs%5F200405%5Fphd.pdf.
Full text
38
Leonard, Theresa Ann. "Time delay compensation of distributed multiple microphones in recording : an experimental evaluation." Thesis, McGill University, 1991. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=61154.
Full textAbstract:
In the search for improved reproduction of a classical music performance, the technique of time delay compensation is shown to be a useful tool for balance in recording. This paper investigates the importance and validity of small time adjustments in recordings to compensate for variation in distance between spot microphones and a main stereo pair. Conventional recording techniques, psychoacoustic considerations and technological aspects of the use of delays are researched in order to determine their validity in timbral improvement.Multiple microphone set-ups are used to record both large orchestral works and smaller-scale classical compositions where auxiliary microphones may be needed to ensure an optimum balance in the final mix. Small time delays are derived from calculations involving the distances between microphones, the speed of sound, and humidity and temperature readings from the hall. Proper synchronization of these delays is desirable to preserve phase coherence and combat comb-filter effects. Precise delay units are used to compile musical exerpts for listening tests.
The results reveal any change in sound quality and provide a basis for investigating both the positive and negative effects through objective study of the value of time delay compensation in the live recording reproduction of classical music performances.
39
Faure, Baldrik. "Caractérisation du rayonnement acoustique d'un rail à l'aide d'un réseau de microphones." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00721959.
Full textAbstract:
Le secteur des transports ferroviaires en France est marqué par un dynamisme lié notamment à l'essor du réseau à grande vitesse et à la réimplantation du tramway dans de nombreuses agglomérations. Dans ce contexte, la réduction des nuisances sonores apparaît comme un enjeu majeur pour son développement. Afin d'agir efficacement à la source, il est indispensable d'identifier et d'étudier précisément les sources responsables de ces nuisances au passage des véhicules. Parmi les approches possibles, les antennes microphoniques et les traitements associés sont particulièrement adaptés à la caractérisation des sources ponctuelles mobiles, omnidirectionnelles et décorrélées.Pour les vitesses inférieures à 300 km/h, le bruit de roulement constitue la source principale du bruit ferroviaire ; il résulte du rayonnement acoustique des éléments tels que les roues, le rail et les traverses. Le rail, dont la contribution au bruit de roulement est prépondérante aux moyennes fréquences (entre 500 He et 1000 Hz environ), est une source étendue et cohérente pour laquelle les principes classiques de traitement d'antenne ne sont pas adaptés.La méthode de caractérisation proposée dans cette thèse est une méthode inverse d'optimisation paramétrique utilisant les signaux acoustiques issus d'une antenne microphonique. Les paramètres inconnus d'un modèle vibro-acoustique sont estimés par minimisation d'un critère des moindres carrés sur les matrices spectrales mesurée et modélisée au niveau de l'antenne. Dans le modèle vibro-acoustique, le rail est assimilé à un monopôle cylindrique dont la distribution longitudinale d'amplitude est liée à celle des vitesses vibratoires. Pour le calcul de ces vitesses, les différents modèles proposés mettent en évidence des ondes vibratoires se propageant dans le rail de part et d'autre de chaque excitation. Chacune de ces ondes est caractérisée par une amplitude au niveau de l'excitation, un nombre d'onde structural réel et une atténuation. Ces paramètres sont estimés par minimisation du critère, puis utilisés pour reconstruire le champ acoustique.Dans un premier temps, des simulations sont réalisées pour juger des performances de la méthode proposée, dans le cas d'excitations ponctuelles verticales. En particulier, sa robustesse est testée en présence de bruit ou d'incertitudes sur les paramètres supposés connus du modèle. Les effets de l'utilisation de modèles dégradés sont également étudiés. Concernant l'estimation des amplitudes, les résultats ont montré que la méthode est particulièrement robuste et efficace pour les excitations les plus proches de l'antenne. En revanche, pour l'estimation des autres paramètres, les performances sont supérieures pour les positions d'antenne excentrées. De manière générale, le nombre d'onde est correctement estimé sur l'ensemble des fréquences étudiées. Dans les cas à faible atténuation, un traitement classique par formation de voies en ondes planes suffit. En ce qui concerne l'estimation de l'atténuation, la faible sensibilité du critère limite l'efficacité de la méthode proposée.Enfin, certains résultats obtenus à partir des simulations ont été vérifiés lors de mesures in situ. L'excitation d'un rail expérimental par un marteau de chocs a tout d'abord permis de valider le modèle vibratoire pour la flexion verticale. Pour tester la méthode d'optimisation paramétrique, le rail a également été excité verticalement à l'aide d'un pot vibrant. Les principaux résultats des simulations ont été retrouvés, et des comportements particuliers relatifs à la présence de plusieurs ondes dans le rail ont été observés, ouvrant des perspectives de généralisation du modèle vibratoire utilisé.
40
Khatami, Iman. "Free-field inlet / outlet noise identification on aircraft engines using microphones array." Thèse, Université de Sherbrooke, 2014. http://hdl.handle.net/11143/7581.
Full textAbstract:
Abstract : This thesis considers the discrimination of inlet / exhaust noise of aero-engines in free-field static tests using far-field microphone arrays. Various techniques are compared for this problem, including classical beamforming (CB), regularized inverse method (Tikhonov regularization), LI - generalized inverse beamforming (LI-GIB), clean-PSF, clean-SC and two novel methods which are called hybrid method and clean-hybrid. The classical beamforming method is disadvantaged due to its need for a high number of measurement microphones in accordance with the requirements. Similarly, the inverse method is disadvantaged due to their need of having a priori source information. The classical Tikhonov regularization provides improvements in solution stability, however continues to be disadvantaged due to its requirement of imposing a stronger penalty for undetected source positions. Coherent and incoherent sources are resolved by LI-generalized inverse beamforming (L1-GIB). This algorithm can distinguish the multipole sources as well as the monopoles sources. However, source identification by LI-generalized inverse beamforming takes much time and requires a PC with high memory. The hybrid method is a new regularization method which involves the use of an a priori beamforming measurement to define a data-dependent discrete smoothing norm for the regularization of the inverse problem. Compared to the classical beamforming and the inverse modeling, the hybrid (beamforming regularization) approach provides improved source strength maps without substantial added complexity. Although the hybrid method rather solves the disadvantage of the former methods, the application of this method for identification of weaker sources in the presence of the strong sources isn't satisfactory. This can be explained by the large penalization being applied to the weaker source in the hybrid method, which results in underestimation of source strength for this source. To overcome this defect, the clean-SC method and the proposed clean-hybrid method, which is a combination of the hybrid method and the clean-SC, are applied. These methods remove the effect of the strong sources in source power maps to identify the weaker sources. The proposed methods which represent the main contribution of this thesis show promising results and opens new research avenues. Theoretical study of all approaches is performed for various sources and configurations of array. In order to validate the theoretical study, several laboratory experiments are conducted at Universito de Sherbrooke. The proposed methods have further been applied to the measured noise data from a Pratt & Whitney Canada turbo-fan engine and have been observed to provide better spatial resolution and solution robustness with a limited number of measurement microphones compared to the existing methods.Résumé : La présente thèse étudie la discrimination du bruit d'entrée / de sortie des moteurs d'avion dans des tests statiques en champ libre en utilisant des antennes de microphones en champ lointain. Diverses techniques sont comparées pour ce problème, dont la formation de voie classique (CB), la méthode inverse régularisée (régularisation de Tikhonov), la formation de voies généralisée inverse (L1-GIB), Clean-PSF, Clean-SC et deux méthodes proposées qui s'appellent la méthode hybride et la méthode Clean-hybride. La méthode la formation de voie classique est désavantagée en raison de son besoin de nombreux microphones de mesure. De même, la méthode inverse est désavantagée en raison du besoin d'information a priori sur les sources. La régularisation Tikhonov classique fournit des améliorations dans. la stabilité de la solution; cependant elle reste désavantageuse en raison de son exigence d'imposer une pénalité plus forte pour des positions de source non détectées. Des sources cohérentes et incohérentes peuvent être résolues par la formation de voies généralisée inverse (L1-GIB). Cet algorithme peut identifier les sources multi- polaires aussi bien que les sources monopolaires. Cependant, l'identification de source par la formation de voies généralisée inverse prend beaucoup de temps et exige un ordinateur avec une capacité de mémoire élevée. La méthode hybride est une nouvelle méthode de régularisation qui implique l'utilisation d'un traitement par formation de voie a priori pour définir une norme discrète et dépendante des données pour la régularisation du problème inverse. En comparaison avec la formation de voie classique et la méthode inverse, l'approche hybride (régularisation par formation de voie) fournit des cartographies améliorées d'amplitudes de sources sans aucune complexité supplémentaire substantielle. Bien que la méthode hybride lève les limitations des méthodes classiques, l'application de cette méthode pour l'identification de sources de faible puissance en présence de sources de forte puissance n'est pas satisfaisante. On peut expliquer ceci par la plus grande pénalisation appliquée à la source plus faible dans la méthode hybride, qui aboutit à la sous-estimation de l'amplitude de cette source. Pour surmonter ce défaut, la méthode Clean-SC et la méthode Clean-hybrides proposée qui est une combinaison de la méthode hybride et de Clean-SC sont appliquées. Ces méthodes éliminent l'effet des sources fortes dans les cartographies de puissance de sources pour identifier les sources plus faibles. Les méthodes proposées qui représentent la contribution principale de cette thèse conduisent à des résultats fiables et ouvrent des nouvelles voies de recherche. L'étude théorique de toutes les approches est menée pour divers types de sources et de configurations microphoniques. Pour valider l'étude théorique, plusieurs expériences en laboratoire sont réalisées à Université de Sherbrooke. Les méthodes proposées ont été appliquées aux données de bruit mesurées d'une turbo-soufflante Pratt & Whitney Canada pour fournir une meilleure résolution spatiale des sources acoustique et une solution robuste avec un nombre limité des microphones de mesure comparé aux méthodes existantes.
41
Irarrazabal, Oliva Francisco Javier. "Relative Infrasound Calibration of Microphones with Application to Outdoor Vector Intensity Measurements." BYU ScholarsArchive, 2021. https://scholarsarchive.byu.edu/etd/9191.
Full textAbstract:
This thesis describes the phase and amplitude correction of 12.7 mm diameter, Type-1 microphones for three frequency bands, including within the infrasound regime, and its application to acoustic measurements. Previous data stem from acoustic intensity measurements using two-dimensional, four-microphone probes, which emphasized the requirement of having the acoustic phase and amplitude difference be much greater than the interchannel mismatch. Although correcting the amplitude/phase is well-known, obtaining the necessary transfer functions in the infrasound regime is challenging because (1) signal-to-noise ratios are often poor, (2) long measurement times are required for averaging, and (3) microphone responses vary significantly across these low frequencies. In this paper, a convenient infrasound source previously studied for infrasound adverse effects on humans is intended for performing a relative calibration. This work also seeks to elaborate recommendations for probe spacing, averages or length recordings, and instrument mismatch. The last two chapters show the PAGE method application in infrasonic sources. Those chapters have the intensity measurements using free-field microphones with larger separation distances than commercial intensity probes but compact compared to state of the art in infrasonic arrays.
42
Chapman, David Malcolm. "Microphones in a landscape : sound, place and the ecological model of perception." Thesis, University of East London, 2014. http://roar.uel.ac.uk/3969/.
Full textAbstract:
This doctoral research aims to advance critical understanding of the ways in which the developing and expanding field of sound-based art engages with the particularities of place and environment. Through a theoretical contextualisation of both my own sound-based work and installations and the work of other practitioners, I investigate the ways in which sitespecific sonic art is capable of interrogating established notions of place and of developing new knowledge about it. One of the objectives of both contextualisation and investigation is to contribute critically and originally to a politics of location, place and environment. Although these areas are in a constant state of flux, they are now made more vulnerable by the increasing pressures of globalisation and the acceleration of technological and economic development. Today sonic art tends to be discussed on the basis of two paradigms, each of which was formulated in relation to specific aesthetic and philosophical traditions: the visual arts and, more particularly, art-critical perspectives on conceptualism; and the phenomenology of audition. I argue that these approaches leave much ground uncovered. Central to my investigation is thus an exploration of the perceptual mechanisms by which an audience engages with sound-based work. For this I draw on the ecological theory of perception to propose a new methodology. Within ecological models of perception an individual can be regarded as a ‘perceptual system’: a mobile organism that seeks information from a coherent environment. In my thesis I relate this concept to notions of the spatial address of sound installations in order to explore (a) how the human perceptual apparatus relates to the technology of sound diffusion and (b) how this impacts on individuals’ engagement with sound-based work and on their ability to experience such work as complex sonic ‘environments’. The focus on installations also opens up questions of ‘site-specificity’, a term that enables me to examine the ways in which recent sonic art practice has engaged with the particularities and politics of place. This review leads me to the questions this thesis seeks to address: can sound-based work promote critical engagement with the historical specificity, the knowledge and the politics of place? Can the ecological theory of perception aid the understanding of how the listener engages with sound installations? In proposing answers to these questions, my thesis intends to formulate and advance a coherent analytical framework that may lead us to a more systematic grasp of the ways in which individuals, through the relatively new category and practice of sonic art, engage aesthetically with space and environment.
43
Guianvarc'h, Cécile. "La cavité de couplage acoustique dans la méthode de réciprocité : modèles analytiques pour l'étalonnage des microphones et la mesure d'impédances de petits composants." Le Mans, 2005. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2005/2005LEMA1021.pdf.
Full textAbstract:
Les laboratoires de métrologie acoustique utilisent en général des microphones de haute qualité comme étalon de référence pour leurs appareils de mesures acoustiques. Ces microphones, appelés étalons de laboratoire, doivent eux-mêmes être étalonnés avec une grande précision. Depuis plusieurs décennies, la méthode usuelle (normalisée) pour étalonner ces microphones c’est-à-dire pour déterminer leur efficacité en pression, est la méthode de réciprocité. Cette méthode nécessite l'usage de deux microphones couplés par une cavité acoustique close généralement de forme cylindrique, fermée latéralement par des parois rigides et aux extrémités par les membranes des microphones, l'un étant utilisé en émetteur, l'autre en récepteur. Le produit des efficacités des microphones est déduit de mesures électriques et du calcul analytique de l'admittance acoustique de transfert du système. Les équipements et les techniques de mesures actuels permettent d’atteindre une précision dans les mesures électriques de l'ordre du centième de décibel. Une précision du même ordre de grandeur est alors recherchée dans le calcul de l'admittance acoustique de transfert, qui repose sur la modélisation du champ acoustique dans la cavité de couplage. Il est donc nécessaire que cette modélisation soit aussi complète et précise que possible. Les modèles actuellement en usage ne paraissent pas aujourd'hui, de ce point de vue, présenter toutes les «garanties» nécessaires pour accéder à un étalonnage dont la précision est compatible avec la précision de la mesure électrique. Ainsi, l'objet de cette étude est d'établir des modèles analytiques plus complets pour le champ de pression dans la cavité de couplage, prenant en compte les effets de couches limites visqueuses et thermiques et la structure fine de la répartition spatiale du champ acoustique. Au-delà des résultats qui doivent conduire à la révision des normes actuellement en vigueur, les résultats obtenus portent l'espoir de mener à une méthode de mesure fine des caractéristiques d’entrée des petits composants acoustiques qui fait défaut à l'heure actuelle et de mener à terme à des ouvertures sur la métrologie des micro-composants acoustiques (attendues dans le cadre de la caractérisation des oreilles artificielles et de la miniaturisation des capteurs). Enfin, des développements futurs portant sur de nouvelles modélisations de capteurs microphoniques, qui prendraient en compte les effets de déformées réalistes des membranes et corrélativement la répartition spatiale des mouvements acoustiques dans les micro-cavités et micro-conduits qui constituent ces capteurs, permettront aux modèles proposés de donner leur «pleine mesure» en terme de finesse de mesure et de caractérisations de capteurs et mini-composants acoustiquesAcoustic metrology laboratories generally use high quality microphones as a reference for their acoustic measurement devices. Then these microphones, called Laboratory Standard Microphones, have to be calibrated with a great accuracy. During the last decades, the usual standardized method for calibrating these microphones, that is for determining their pressure sensitivity, is the reciprocity method. This method uses two microphones acoustically connected by a coupler which is an acoustic cavity, generally cylinder shaped, closed by lateral rigid walls and at its ends by the diaphragms of the microphones, one being used as a transmitter and the other one as a receiver. The product of the microphone's sensitivities is determined from electrical measurements and from the analytical calculation of the acoustic transfer admittance of the system. Actual equipments and measurement technics permit to reach the order of 0. 01 dB for the electrical measurements accuracy. The same precision is then requiered for the calculation of the acoustic transfer admittance which lies on the modelling of the sound pressure in the coupling cavity. Consequently, this modelling has to be as complete and accurate as possible. The model currently in use seems not to be sufficiently reliable to allow calibration with an accuracy that is compatible with the one of the electrical measurements. Thus, this is the aim of this study to build more complete analytical models for the sound pressure in the cavity taking into account the viscothermal boundary layers effect and the precise dependency of the acoustic field on the space coordinates. The results should lead to revise the standards currently in use, and moreover the obtained results could lead to a deep measurement method for the input characteristics of small acoustic components, that is actually missing, and that in the future they could lead to openings in the metrology of acoustic micro-elements (useful for characterization of the artificial hear and for the miniaturization of sensors). Finally, future developments about new modelling of microphones, that would take into account the effects of realistic diaphragm movements and then the spatial distribution of the acoustic movements in micro-cavities and micro-ducts that compose these sensors, will allow the models presented here to be of high interest concerning deep measurements and characterization of sensors and acoustic micro-components
44
Rodrigues, Dominique. "Méthode de réciprocité : caractérisation de petits composants acoustiques, étalonnage des microphones en pression et en champ libre." Phd thesis, Université du Maine, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00349206.
Full textAbstract:
L'étalonnage absolu des microphones de mesure en acoustique repose sur l'obtention d'étalons primaires, eux-mêmes étalonnés suivant un protocole sophistiqué (méthode de réciprocité) et conformément aux normes en vigueur ; ces normes ont fait l'objet d'améliorations au cours des dernières décennies mais laissent toujours des zones d'ombre. Parallèlement, la caractérisation appropriée des oreilles artificielles, nécessaire au réglage des audiomètres et par suite à leur étalonnage, fait aujourd'hui défaut.Ce propos met en cause la précision de l'étalonnage des étalons de mesure de pressions acoustiques et l'insuffisance des réglages d'appareils médicaux largement utilisés. Les enjeux pratiques, techniques et scientifiques ont donc leur importance et les études à mener comportent des exigences qui nécessitent des recherches approfondies. C'est ainsi que les thèmes abordés font appel ici à la méthode de la réciprocité en cavité et en champ libre.
Dans la première partie du travail, l'objectif recherché est d'adapter et d'améliorer la méthode de réciprocité en cavité. L'adaptation de cette méthode conduit à une technique de mesure d'impédances d'entrée de petits éléments acoustiques, tels que des tubes, fentes, cavités (utilisés dans l'oreille artificielle). L'amélioration des incertitudes de mesure des efficacités recherchée pour les hautes fréquences a conduit à proposer une modélisation améliorée d'un microphone ainsi que du dispositif d'étalonnage dans sa globalité de manière à étudier l'influence des modes radiaux dans la cavité sur les résultats de l'étalonnage.
La deuxième partie de ce travail trouve son origine dans une comparaison clé à l'échelle internationale portant sur les techniques d'étalonnage des microphones en champ libre. Cette comparaison clé a nécessité une refonte complète du dispositif expérimental du LNE, des techniques d'acquisitions et des méthodes de filtrage des perturbations liées aux faibles niveaux acoustiques mis en jeu. Ce travail a conduit à entreprendre des études plus approfondies sur les plans analytique et expérimental du concept de centre acoustique d'un microphone.
Certains résultats obtenus posent les bases des travaux futurs qui devraient permettre de poursuivre la modélisation pour réduire les incertitudes mais également pour prévoir la mise en oeuvre des méthodes adaptées à la métrologie des capteurs du futur qui seront fabriqués par des procédés relevant des microtechnologies.
45
Grondin, François. "Système d'audition artificielle embarqué optimisé pour robot mobile muni d'une matrice de microphones." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11621.
Full textAbstract:
Dans un environnement non contrôlé, un robot doit pouvoir interagir avec les personnes d’une façon autonome. Cette autonomie doit également inclure une interaction grâce à la voix humaine. Lorsque l’interaction s’effectue à une distance de quelques mètres, des phénomènes tels que la réverbération et la présence de bruit ambiant doivent être pris en considération pour effectuer efficacement des tâches comme la reconnaissance de la parole ou de locuteur. En ce sens, le robot doit être en mesure de localiser, suivre et séparer les sources sonores présentes dans son environnement.
L’augmentation récente de la puissance de calcul des processeurs et la diminution de leur consommation énergétique permettent dorénavant d’intégrer ces systèmes d’audition articielle sur des systèmes embarqués en temps réel. L’audition robotique est un domaine relativement jeune qui compte deux principales librairies d’audition artificielle : ManyEars et HARK. Jusqu’à présent, le nombre de microphones se limite généralement à huit, en raison de l’augmentation rapide de charge de calculs lorsque des microphones supplémentaires sont ajoutés. De plus, il est parfois difficile d’utiliser ces librairies avec des robots possédant des géométries variées puisqu’il est nécessaire de les calibrer manuellement.
Cette thèse présente la librairie ODAS qui apporte des solutions à ces difficultés. Afin d’effectuer une localisation et une séparation plus robuste aux matrices de microphones fermées, ODAS introduit un modèle de directivité pour chaque microphone. Une recherche hiérarchique dans l’espace permet également de réduire la quantité de calculs nécessaires. De plus, une mesure de l’incertitude du délai d’arrivée du son est introduite pour ajuster automatiquement plusieurs paramètres et ainsi éviter une calibration manuelle du système.
ODAS propose également un nouveau module de suivi de sources sonores qui emploie des filtres de Kalman plutôt que des filtres particulaires.
Les résultats démontrent que les méthodes proposées réduisent la quantité de fausses détections durant la localisation, améliorent la robustesse du suivi pour des sources sonores multiples et augmentent la qualité de la séparation de 2.7 dB dans le cas d’un formateur de faisceau à variance minimale. La quantité de calculs requis diminue par un facteur allant jusqu’à 4 pour la localisation et jusqu’à 30 pour le suivi par rapport à la librairie ManyEars. Le module de séparation des sources sonores exploite plus efficacement la géométrie de la matrice de microphones, sans qu’il soit nécessaire de mesurer et calibrer manuellement le
système.
Avec les performances observées, la librairie ODAS ouvre aussi la porte à des applications dans le domaine de la détection des drones par le bruit, la localisation de bruits extérieurs pour une navigation plus efficace pour les véhicules autonomes, des assistants main-libre à domicile et l’intégration dans des aides auditives.
46
Downes, Julian. "The measurement of microphones in a reverberant room using a transient excitation method." Thesis, University of Surrey, 1985. http://epubs.surrey.ac.uk/847381/.
Full textAbstract:
A transient excitation method is described which allows the free field frequency and impulse responses of a microphone to be measured in a reverberant environment. The pressure transient generated by exciting a loudspeaker with a narrow voltage pulse is detected at a point in the loudspeaker's far field by the test microphone. A reference microphone, whose response is assumed flat over the frequency range of interest, is then substituted in exactly the same position and its response to the transient measured. The outputs of the two microphones are accurately sampled and deconvolved using a discrete Fourier transform technique to give the magnitude and phase parts of the test microphone's frequency response. Inverse transformation then gives the test microphone's response to an impulse of acoustic pressure propagating in the free field. Computed frequency and impulse responses are presented and the practical implementation and accuracy of the method discussed. The use of the method is illustrated by measurements of the free field frequency and impulse responses of several different microphones, including a 1" instrumentation microphone; free field correction curves for this microphone are also presented. Three digital analysis techniques are discussed and applied to some of the measured microphone responses where the discrete Hilbert transform is found to provide a method of calculating the phase part of the 1" microphone's frequency response over its useful frequency range without the ambiguities due to microphone misalignment inherent in the pulse method. The method is then used to measure the pressure which occurs at the centre of the flat end-face of a long cylinder when excited by a delta function of acoustic pressure from various incidence angles. A numerical time domain model is established which allows the impulse responses of this configuration to be computed. The interference effects caused by the proximity of two closely spaced instrumentation microphones in various orientations and configurations are also presented and discussed.
47
Demontis, Hugo. "Identification de sources acoustiques complexes en milieu réverbérant par grands réseaux de microphones." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS196.
Full textAbstract:
La directivité d'une source sonore intervient dans de nombreuses applications en acoustique, allant de la compréhension des phénomènes physiques aéro-acoustiques jusqu'à la reproduction sonore spatialisée. Pour estimer expérimentalement cette signature spatiale, il est d’usage de déployer les microphones de sorte à englober partiellement ou totalement les sources. Le rayonnement acoustique est ainsi capté dans toutes les directions de l'espace. Sur ce principe, nous proposons dans ce manuscrit le développement d'un réseau microphonique 3D de grandes dimensions. L'antenne baptisée MODO ("Les Murs Ont Des Oreilles") comprend un total de 1024 MEMS digitaux, répartis sur les murs et les parois d'une salle rectangulaire classique. Pour localiser les sources acoustiques et caractériser leur directivité, nous résolvons le problème inverse associé sous contrainte de parcimonie structurée. La méthode choisie exploite le faible nombre de sources dans la salle, autorisant une représentation parcimonieuse du champ sonore mesuré. Le formalisme des harmoniques sphériques est utilisé pour décomposer efficacement la directivité des sources et les composantes élémentaires de rayonnement qui la compose. Les trajets de propagation acoustique sont modélisés via l'intégration des fonctions de transfert de la salle, qui sont synthétisées grâce au principe des antennes virtuelles. Nous validons la méthode de caractérisation proposée sur des sources directives connues, dont la directivité est étalonnée au préalable à l'aide d'une antenne sphérique d'ordre élevéKnowing the directivity pattern of an acoustic source is useful in many applications in acoustics. To experimentally estimate the spatial signature, it is common to deploy microphones partially or totally surrounding the source. The acoustic radiation is then captured in all possible directions. In this thesis, we discuss the development of a large-scale 3D microphone array. This array, named "MODO" ("Les Murs Ont Des Oreilles", or, "The Walls Have Ears"), is comprised of 1024 digital MEMS microphones, flush mounted on the walls and the ceiling of a typical shoe-box room. In order to localize the sources and identify their directivity pattern, we solve the associated inverse problem under block-sparsity constraints. The chosen method exploits the small number of sources inside the room, allowing a sparse representation of the measured sound field. We use the spherical harmonics formalism to efficiently describe the directivity of the sources and their individual contributions to the radiation pattern. The acoustic path is modelled via integration of room transfer functions, synthesized with the mirror microphone method. We validated the proposed characterization method \textit{in situ} by comparison with known directivity patterns, calibrated using a high order spherical microphone array in controlled conditions
48
Faneuff, Jeffery. "Spatial, spectral, and perceptual nonlinear noise reduction for hands-free microphones in a car." Link to electronic thesis, 2002. http://www.wpi.edu/Pubs/ETD/Available/etd-0806102-214423.
Full text
49
Laurendeau, Estelle. "Etude aéroacoustique d'une méthode de contrôle d'un jet subsonique par fluidevrons." Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2265.
Full textAbstract:
Une méthode de contrôle fluidique est proposée pour la réduction du bruit raisonné. Létude expérimentale compare les propriétés turbulentes et acoustiques des configurations contrôlées et naturelles. L'action locale des jets de soufflage avec l'écoulement principal est étudiée par vélocimétrie laser à effet doppler et un scénario est proposé. Ces propositions induisent une action plus globale sur la structure de l'écoulement mise en évidence par analyse POD axiale ainsi que par mode azimutaux. Les mesures acoustiques de la pression rayonnée témoignent de ces mécanismes d'action multi-échelle mais l'interprétation reste délicate. Une approche par corrélations champ proche-champ lointain est proposée pour voir quels sont , parmi les mécanismes identifiés, ceux qui sont efficaces dans leur rayonnement. Le contrôle constitue alors un outil d'identification des mécanisme de couplage.
50
Aldridge, David Charles. "The calibration of microphones and sound level meters for the measurement of impulsive noise." Thesis, Brunel University, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.275873.
Full text