In this paper, we introduce a novel approach for effectively reducing nonlinear distortion in single back-plate condenser microphones, i.e., most MEMS microphones, studio recording condenser microphones, and laboratory measurement microphones. This simple post-processing technique can be easily integrated on an external hardware such as an analog circuit, microcontroller, audio codec, DSP unit, or within the ASIC chip in a case of MEMS microphones. It significantly reduces microphone distortion across its frequency and dynamic range. It relies on a single parameter, which can be derived from either the microphone's physical parameters or a straightforward measurement presented in this paper. An optimal estimate of this parameter achieves the best distortion reduction, whereas overestimating it never increases distortion beyond the original level. The technique was tested on a MEMS microphone. Our findings indicate that for harmonic excitation the proposed technique reduces the second harmonic by approximately 40 dB, leading to a significant reduction in the Total Harmonic Distortion (THD). The efficiency of the distortion reduction technique for more complex signals is demonstrated through two-tone and multitone experiments, where second-order intermodulation products are reduced by at least 20 dB.


翻译:本文提出一种新颖方法,可有效降低单背板电容麦克风(包括大多数MEMS麦克风、录音棚电容麦克风及实验室测量麦克风)的非线性失真。该后处理技术可便捷地集成于外部硬件,如模拟电路、微控制器、音频编解码器、DSP单元,或在MEMS麦克风场景中集成于ASIC芯片内部。该方法能显著降低麦克风在全频段与动态范围内的失真,其核心仅依赖单一参数——该参数既可从麦克风物理参数推导获得,也可通过本文提出的简易测量方法获取。对此参数进行最优估计可实现最佳失真抑制效果,而高估该参数值亦不会使失真水平超过原始状态。我们在MEMS麦克风上对该技术进行了验证。研究结果表明:在谐波激励下,该技术可将二次谐波降低约40 dB,从而显著降低总谐波失真(THD)。通过双音与多音实验进一步验证了该失真抑制技术对复杂信号的有效性,其中二阶互调产物可降低至少20 dB。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2018年3月28日
VIP会员
最新内容
伊朗战争停火期间美军关键弹药状况分析
专知会员服务
1+阅读 · 24分钟前
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:19
人工智能即服务与未来战争(印度视角)
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:57
《美国战争部2027财年军事人员预算》
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:44
伊朗战争中的电子战
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:04
大语言模型平台在国防情报应用中的对比
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:12
美海军“超配项目”
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:13
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员