[Melofon 0]

Зравстуете, друзья.
Для студенческой научной работы нужна возможность записи голосов животных. 
Упрощенно говоря, затея состоит в том, чтобы распознать отдельные фонемы и понять их смысл. 
Нужно устройство (usb микрофон) для записи звука и ультразвука в диапазоне 10-80 Кгц (голоса диких животных)
Записывать звук предполагаю обычными программами для записи звука на Android и Windows.
На выходе файл wav pcm 192Кгц 24 bit.
Такие параметры wav обусловлены программой DeepSqueak для анализа голосов животных на основе нейросети. 
https://github.com/DrCoffey/DeepSqueak/releases
Также 24 бита обусловлены очень большим динамическим диапазоном записываемого звука.

Дквайс должен быть usb аудио для подклчения к windows или Android

я нашел доступный ультразвуковой (по паспорту до 80кГц) цифровой микрофон SPH0641LU4H-1 -можно купить на Али.

Я вижу, что есть реализации кода для звуковых микрофонов и для usb аудио устройств. 
http://we.easyelectronics.ru/STM32/usb-mikrofon-na-baze-stm32f4-discovery.html
https://www.youtube.com/watch?v=g8fs3wJxCtY
там есть ссылки на github

К сожалению я не могу сам написать программу для микроконтроллера, чтобы реализовать такое устройство. 
Очень нужна помощь. 
Я рассчитываю найти специалиста, который уже имеет опыт в usb audio и в подключении i2s микрофонов, и который сожет адаптировать свой существующий код для этой задачи.
Но, в принципе, приветствуется любое обсуждение и любые советы.

UPD
вот проект звукового usb микрофона на STM32 и i2s микрофоне.https://andybrown.me.uk/2021/03/13/usb-microphone/
Много ли надо тут изменить, чтобы получилось то, что мне надо?
вот софт на андроид - USB Audio Recorder PRO, который я планирую использовать.
https://4pda.to/forum/index.php?showtopic=638930

Изменено 30 октября, 2021 пользователем Melofon

[Plain 168]

Если 80 кГц не формальные, а хотите их рассматривать, то при 192 квыб это не получится. Проще аналоговый сигнал с голого микрофона подключить к любой плате универсального аналогового ввода (АЦП), работающей на 1 Мвыб и более.

[Самурай 12]

15 минут назад, Plain сказал:

Если 80 кГц не формальные, а хотите их рассматривать, то при 192 квыб это не получится. Проще аналоговый сигнал с голого микрофона подключить к любой плате универсального аналогового ввода (АЦП), работающей на 1 Мвыб и более.

Во-первых, с каких это пор для оцифровки полосы в 80кГц нужен АЦП с частотой дискретизации 1МГц и выше???

А во-вторых, у человека все уже оцифровано, т.к. микрофон ЦИФРОВОЙ. Нужен просто обычный цифровой фильтр, который из PDM потока на частоте 3.072МГц сделает PCM поток на 192кГц.

[alexvu 5]

1 час назад, Melofon сказал:

я нашел доступный ультразвуковой (по паспорту до 80кГц) цифровой микрофон SPH0641LU4H

Проверьте, подойдет ли Вам чувствительность и уровень шума данного микрофона (скорее всего нет).

Если только Вы наденете на животное гарнитуру с микрофоном около рта.

Но так как я в этом небольшой специалист, думаю лучше бы Вам поинтересоваться на специализированных форумах, какие микрофоны используют для записи голосов животных.

Э... прочитал еще про 24 бит. Думаю, программа распознавания сделана "с запасом".

Сравните хотя бы 16 бит = 96 дБ с диапазоном Вашего микрофона...

[Melofon 0]

1 hour ago, alexvu said:

Проверьте, подойдет ли Вам чувствительность и уровень шума данного микрофона (скорее всего нет).

Если только Вы наденете на животное гарнитуру с микрофоном около рта.

Но так как я в этом небольшой специалист, думаю лучше бы Вам поинтересоваться на специализированных форумах, какие микрофоны используют для записи голосов животных.

Э... прочитал еще про 24 бит. Думаю, программа распознавания сделана "с запасом".

Сравните хотя бы 16 бит = 96 дБ с диапазоном Вашего микрофона...

 

1 hour ago, Plain said:

Если 80 кГц не формальные, а хотите их рассматривать, то при 192 квыб это не получится. Проще аналоговый сигнал с голого микрофона подключить к любой плате универсального аналогового ввода (АЦП), работающей на 1 Мвыб и более.

Я понимаю ваше беспокойство по поводу горизонтального разрешения, но во первых 80 кгц - это край диапазона, и там не очень много звуков, во вторых разница между максимальной частотой все же не в 2 раза, а в 2,4 раза. Этого вполне достаточно для восстановления формы сигнала.
Это соотношение примерно такое же, как для края диапазона слышимого людьми звука 18,34 кГц и частоты квантования 44,1Кгц, которая, как вы знаете, является снандартом для CD качества звука.

По поводу вертикального разрешения. Динамический диапазон записи очень большой. Надо иметь возможность усилить очень слабые сигналы.
по поводу чувствительности - ее достаточно, на микрофонах этого типа делают в том числе умные колонки Яндекса, которые распознают командв тихим голосом.
Я, разумеется поинтересовался, чем записывают иностранные коллеги. Ультазвуковых микрофонов мало и они стоят совершенно не адекватных для моей реальности денег.

1 hour ago, Plain said:

Если 80 кГц не формальные, а хотите их рассматривать, то при 192 квыб это не получится. Проще аналоговый сигнал с голого микрофона подключить к любой плате универсального аналогового ввода (АЦП), работающей на 1 Мвыб и более.

Аналоговые микрофоны ультазвуковой частты тоже mems. Пробовал найти подходящий по цене и параметрам АЦП, но не смог. А главное, не понимаю, чем аналоговый микрофон +цап лучше, чем цифровой, в которм эта цап реализована на расстоянии меньше миллиметра от микрофона.
 

Изменено 29 октября, 2021 пользователем Melofon

[Melofon 0]

вот запись в звуковом диапазоне на мелкий микрофон, типа петлички, у которого чувствительность тоже как-бы для близких расстояний.
https://soundcloud.com/user485026177/sets/rat-voices?si=01592028e90a471fb43244657c9dc0bb

[rkit 1]

1 hour ago, Melofon said:

Ультазвуковых микрофонов мало и они стоят совершенно не адекватных для моей реальности денег.

Буквально первая ссылка в гугле всего 250евро. Копейки в сравнении с собственной разработкой.

https://www.dodotronic.com/product/ultramic-um250k/?v=2a47ad90f2ae

[Melofon 0]

Я видел эту ссылку.

[Plain 168]

3 часа назад, Самурай сказал:

микрофон ЦИФРОВОЙ. Нужен просто обычный цифровой фильтр

https://www.digikey.com/en/products/filter/microphones/158?s=N4IgjCBcoExgLAViqAxlAZgQwDYGcBTAGhAHsoBtcABmoAIAJALzoD86xa6BrZkEzvWZs6ADnq8mIALokADgBcoIAEpYAdgHMCAVXUBLBQHkMAWQJY8AVwBOBEAF8nQA

 

По ссылке видно, что версия со встроенным модулятором снята с производства и распродают остатки, следовательно, среди причин может быть в т.ч. неподобающее качество.

 

1 час назад, Melofon сказал:

Надо иметь возможность усилить очень слабые сигналы

Для этого человечество давно придумало малошумящие регулируемые усилители, LNA-VGA, группа AFE — в среднем, это безвыводный компонент площадью несколько мм2, который соответственно можно припаять прямо к выводам микрофона (который 0,8$ по ссылке выше), а усиленный сигнал подать на стандартный линейный вход (голубого цвета) стандартной звуковой платы компьютера, которые сейчас вроде все работают на 192 квыб 24 бит, если только это не USB-свисток — у таких только нелинейный моно вход микрофона 16 бит.

Изменено 29 октября, 2021 пользователем Plain

[Melofon 0]

4 minutes ago, Plain said:

усиленный сигнал подать на стандартный линейный вход (голубого цвета) стандартной звуковой платы компьютера, которые сейчас вроде все работают на 192 квыб 24 бит, если только это не USB-свисток — у таких только нелинейный моно вход микрофона 16 бит.

на входе звуковых карт стоят фильры, которые режут все выше 20 Кгц

Вы упускаете, что надо иметь дело с ОЧЕНЬ большим динамическим диапазоном. Если сигналь усилить до записи, то громкие звуки уйдут в ограничение и будут искажены.

 

Изменено 29 октября, 2021 пользователем Melofon

[Plain 168]

3 минуты назад, Melofon сказал:

фильтры, которые режут все выше 20 кГц

Эти фильтры внутри АЦП, может у кого-то они настраиваются, хотя, конечно, сильно вряд ли.

 

Тогда только оцифровка стандартной платой универсального аналогового ввода.

[Melofon 0]

Just now, Plain said:

Тогда только оцифровка стандартной платой универсального аналогового ввода.

Что за плата? можно пример?

[alexvu 5]

13 минут назад, Melofon сказал:

Вы упускаете, что надо иметь дело с ОЧЕНЬ большим динамическим диапазоном. Если сигналь усилить до записи, то громкие звуки уйдут в ограничение и будут искажены.

Тут Вы ограничены НЕ ОЧЕНЬ большим дин. диапазоном самого микрофона (64 дБ), даже если все остальные схемы будут идеальными. При попытке усилить более слабые сигналы Вы получите просто шум.

А если еще хотите выделять слабые сигналы на фоне сильных (одновременных) - то нужна еще и линейность микрофона, которая у дешевых микрофонов, как правило, не указывается вообще.

Поэтому, собственно, микрофоны для Ваших целей и стоят "неадекватных денег".

Я такой когда-то подержал в руках :) Он был конденсаторный и с усилительной лампой внутри датчика.

[Melofon 0]

1 minute ago, alexvu said:

А если еще хотите выделять слабые сигналы на фоне сильных (одновременных) - то нужна еще и линейность микрофона, которая у дешевых микрофонов, как правило, не указывается вообще.

Я справляюсь обычно с этой задачей после записи на обработке, при помощи обучаемого фильра. Обучаешь его в течение 1 сек на чистом шуме, потом он давит его и оставляет полезный сигнал.

[alexvu 5]

Возможно, для начала действительно подойдет микрофон за 250 Евро (по ссылке Rkit), но надо посмотреть чувствительность и дин. диапазон (я не нашел).

10 минут назад, Melofon сказал:

Обучаешь его в течение 1 сек на чистом шуме, потом он давит его и оставляет полезный сигнал.

Можно посмотреть, но думаю, что это работает при соотношении шум/сигнал где-то до 12 дБ на каждой частоте, да и "полезный сигнал" будет сильно искажен. Если, конечно, это действительно шум (а не какой-то периодический сигнал).