频谱过滤型电平指示装置的制作方法

频谱过滤型电平指示装置
【技术领域】
1.本实用新型涉及电平指示技术，特别涉及一种频谱过滤型电平指示装置。


背景技术：

2.电平指示器广泛应用于工业设备、影音娱乐等各领域，譬如日常见到的电压表、电量指示器、音乐电平指示器等，其一般用于实时显示设备电量、电压、电流等物理量的当前数值。
3.现有的电平指示器主要应用于恒定不变或变化较少的场合。对于变化的场合，如交流信号，则采用一段时间内的平均值进行显示，常见的如电平灯等产品。这些产品最大的缺点是仅能对现有信号进行一段时间内(如1ms内)进行平均值的计算，然后显示出来，从而达到实时变化显示的效果。但是随着社会的进步，技术的发展，在各种电子设备错综复杂的信号背景下，经常会存在噪声干扰而影响指示效果的准确性。例如，用于指示音乐节奏的音乐电平指示器，其期望的效果的是电平指示器随音乐节奏进行相应节奏的跳动指示，而实际中，现有的这类指示器会受环境噪声干扰而使得指示效果与播放的音乐节奏不同步，影响观感。又如，当电平指示装置用于实时指示礼堂音响的电平值时，主持人可能需要根据实时指示的电平大小而调整自己声音的高低，若未滤除噪音，电平指示装置指示的不准确便不利于主持人判断而进行调整。诸如此类的，由于噪音干扰，电平指示装置便不能准确的对需要指示的电平进行指示，从而影响用户体验。因此，滤除噪音干扰，使得电平指示器的指示更忠实于需要进行指示的电平信号，是现有电平指示器面临的主要挑战。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种可去除噪声干扰的频谱过滤型电平指示装置。
5.为解决上述问题，本实用新型提供了一种频谱过滤型电平指示装置，其特征在于，其包括噪声数据存储模块、声音采集模块、傅里叶变换模块和处理模块，所述噪声数据存储模块用于存储噪声频谱数据；所述声音采集模块用于实时采集使用环境中的声音而生成实时声音电平数据；所述傅里叶变换模块与所述声音采集模块连接，用于根据所述实时声音电平数据进行傅里叶变换而得到实时声音频谱数据；所述处理模块从所述实时声音频谱数据减去所述噪声频谱数据而得到滤除噪声的指示用频谱数据。
6.进一步地，其还包括指示模块，其与所述处理模块连接，响应于所述指示用频谱数据的变化而改变其指示效果。
7.进一步地，所述噪声频谱数据是通过对预先在使用环境下采集到的噪声电平数据进行傅里叶变换而得到的。
8.进一步地，所述噪声频谱数据是以频率为x坐标、幅值为y坐标的二维数据。
9.进一步地，所述实时声音频谱数据是以频率为x坐标、幅值为y坐标的二维数据。
10.本实用新型的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本实用新型的频率过滤型
电平指示装置设有噪声数据存储模块、声音采集模块、傅里叶变换模块和处理模块，噪声数据存储模块预存噪声频谱数据，而傅里叶变换模块可对实时采集的实时声音电平数据进行傅里叶变换而得到实时声音频谱数据，然后利用处理模块将实时声音频谱数据减去噪声频谱数据，便可滤除环境噪声而得到指示用频谱数据。本实用新型通过预先采集环境中期望滤除的环境噪声，并将其进行傅里叶变换形成噪声频谱数据，从而方便以此为参考而用于实时滤除噪声，使得指示用频谱数据滤除噪声干扰，进而使得指示效果不会受到噪声干扰，从而可使得指示效果更准确，以达到更好的观感。本实用新型的频谱过滤型电平指示装置可以广泛应用于军事、科学、家庭娱乐等领域，其具有较高的经济价值。
【附图说明】
11.图1是本实用新型的原理框图。
12.图2是噪声电平数据的波形图；
13.图3是噪声频谱数据的频谱图。
14.图4是实时声音电平数据的波形图。
15.图5是实时声音频谱数据的频谱图。
16.图6是指示用频谱数据的频谱图。
17.附图标识：噪声数据存储模块10、声音采集模块20、傅里叶变换模块30、处理模块40、指示模块50。
【具体实施方式】
18.下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。
19.如图1所示，本实用新型的频率过滤型电平指示装置包括噪声数据存储模块10、声音采集模块20、傅里叶变换模块30、处理模块40和指示模块50。
20.所述噪声数据存储模块10用于存储噪声频谱数据。所述噪声频谱数据是通过对预先在使用环境下采集到的噪声电平数据进行傅里叶变换而得到的。所述噪声电平数据是实际使用时不需要的噪声电平，其是需要滤除的噪声。所述噪声电平数据，可以通过拾音器预先采集。
21.对于本实用新型的频率过滤型电平指示装置，其使用场所一般是确定，使用场所下的噪声可能是变化的，也可能是不变的。确定使用场所后，利用拾音器在该使用场所下进行声音采样，便可采集到该使用场所下的声音数据。进行声音采样时，不制造其他声音，这样，采样的声音数据，便是该使用场所的原有声音，其相对于在该使用场所中使用的电平指示装置而言便是噪声数据。而由拾音器采集到的声音数据，通常是电平数据，因此，由拾音器预先在使用场所中采集的声音数据，便是所述噪声电平数据。
22.所述噪声电平数据的时间长短，可根据实际情况而确定。例如，使用场所的噪声变化较小时，如汽车发动机的噪声，可通过拾音器采集几分钟时长的声音数据作为所述噪声电平数据。又如，使用场所的噪声变化较大时，如公路两旁的建筑环境中存在的噪声会随着时间不同而有所不同，车流高峰期噪声大，非高峰期噪声小，此时，便可通过拾音器采集该环境下的24小时，或更长时间的声音数据作为所述噪声电平数据。
23.通过拾音器采集到使用场所下的噪声电平数据后，通过对该噪声电平数据进行傅里叶变换，便可得到所述噪声频谱数据。所述噪声频谱数据是以频率为x坐标、幅值为y坐标的二维数据。
24.对噪声电平数据进行傅里叶变换而得到噪声频谱数据，可参考公知技术，其在声音处理领域中较为常见。噪声电平数据经过傅里叶变换后，原本的电平信号便可转换为以频率为x坐标、幅值为y坐标的噪声频谱数据。
25.所述噪声数据存储模块10则是用来存储所述噪声频谱数据。对于某一具体的电平指示装置，所述噪声数据存储模块10所存储的噪声频谱数据是确定的，其不实时更新。在一些实施例中，可往所述噪声数据存储模块10中存入新的噪声频谱数据而进行更新。
26.所述声音采集模块20用于实时采集使用场所中的声音而生成实时声音电平数据。所述声音采集模块20可选用公知的声音采集模块，如拾音器等，其在使用场所中实时采集到声音数据是电平信号，因此，其得到的便是实时声音电平数据。当电平指示装置在某一使用场所中使用时，所述声音采集模块20实时采集现场中的声音数据，该声音数据便是所述实时声音电平数据，其包括期望滤除的噪声和期望进行指示的有效声音。例如，对于小轿车上播放的音乐，需要使用电平指示装置对播放的音乐进行电平指示时，所述声音采集模块20采集的实时声音电平数据可能是音乐声、发动机噪声、环境噪声等多种声音混杂在在一起的声音数据，其中，音乐声是期望进行指示的有效声音，而除音乐声以外的其他声音，则是期望滤除的噪声。
27.所述傅里叶变换模块30与所述声音采集模块20连接，其用于对所述实时声音电平数据进行傅里叶变换而得到实时声音频谱数据。所述实时声音频谱数据是以频率为x坐标、幅值为y坐标的二维数据。所述傅里叶变换模块30可选用公知的傅里叶变换模块。
28.所述声音采集模块20采集到的实时声音电平数据经过傅里叶变换模块30的变换，便可将电平信号转换成以频率为x坐标、幅值为y坐标的实时声音频谱数据。
29.所述处理模块40用于从所述实时声音频谱数据减去所述噪声频谱数据而得到滤除噪声的指示用频谱数据。
30.所述处理模块40可选用arm内核的系列芯片，如stm32。此外，所述处理模块40也可选用其他同类内核的芯片，如apm32、cks32、hk32、ch32、gd32等。
31.所述指示模块50与所述处理模块40连接，其用于响应所述指示用频谱数据的变化而改变其指示效果。所述指示效果可根据需要而设置，例如，对于音乐电平指示装置，所述指示模块50可根据播放音乐的节奏(电平不同)而改变发光强度和/或发光颜色和/或图案效果等。所述指示效果，本实施例不对其进行限制，其是用来对电平幅值大小进行相关指示。由于所述指示用频谱数据已经滤除了环境噪声，因此，所述指示模块50对电平进行指示时，其指示效果便不会受到噪声干扰，从而可使得指示效果更准确，以达到更好的观感。
32.图2～图6是使用本实用新型的频谱过滤型电平指示装置进行测试时的相关数据，图2是噪声电平数据的波形图，图3是噪声频谱数据的频谱图，图4是实时声音电平数据的波形图，图5是实时声音频谱数据的频谱图，图6是指示用频谱数据的频谱图。从图6可以看出，本实用新型的频谱过滤型电平指示装置可以滤除噪声干扰。
33.尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似
或等同元件来替换。