Desenvolvimento do hardware para obtenção de DOA por meio de arranjo de sensores : aplicação em prótese auditiva

Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2006.O presente trabalho trata de um arranjo de microfones para estimação da direção de chegada, DOA, de sinais de voz em ambiente PC buscando uma aplicação em prótese auditiva. Um protótipo foi montado, testado e os resultados são apresentados. Além disso, uma aplicação em uma arquitetura RDS, Rádio Definido por Software, também é apresentada, utilizando a teoria de antenas inteligentes, de onde a aplicação em arranjo de sensores pode ser estendida. Um software em MATLAB foi feito para integrar outros resultados em uma interface amigável ao usuário. A estimação da direção de chegada, DOA, num sistema de rádio é importante ao redesenhar o diagrama de radiação da antena e maximizar a relação sinal/ruído por meio de uma conformação de feixe adaptativa. Além do mais, podem ser minimizadas as perdas por desvanecimento e interferência co-canal. Em um arranjo de microfones, seu diagrama pode ser direcionado para o som desejado e minimizar o ruído. Os sinais digitalizados pelos oito elementos de microfones são exportados para o MATLAB, utilizando uma interface USB. Então, os algoritmos podem estimar a direção de chegada, baseados no atraso de fase entre os sinais recebidos em cada sensor.The present work deals with a linear array of microphones to estimate the Direction of Arrival (DOA) of a voice signal into a PC environment foresseing a hearing aid. A prototype was assembled, tested and results are presented. Furthermore, an application in an SDR, Software Defined Radio, architecture is also presented, using the theory of smart antennas, in which the application in sensors arrays can be extended. Moreover, a MATLAB software was build to integrate some other group results into a unique user-friendly software. The estimation of DOA in a radio system is important to redraw the antenna’s radiation diagram in order to maximize the SNR, signal to noise ratio, with an adaptative beamforming. Furthermore, it can minimize fading and co-channel interference. In a microphone array, it can track some desired sound and fade the noise. The digitized signals from eight microphone elements are exported to MATLAB with an USB interface, where a user selected algorithm can perform the DOA based in the phase delay between the signals received by sensor elements