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WildSpectraMobileLite在钟表测量中的应用

来源:《电脑知识与技术》 编辑:曹建立 徐世杰 芮 时间:2018-12-13

摘要:该文介绍了WildSpectra软件利用音频获取和分析钟表振频的原理和方法,说明该软件的各选项的含义以及操作方法,并对软件使用中出现的常见问题进行了分析,给出了相应的处理办法。

关键词:音频;频谱;振频;周期

中图分类号:TP31 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2018)24-0216-02

Abstract: This paper explain how WildSpectra Mobile Lite capture and analyze audio signals for clock and watch correction, describe the meaning and operation method of options of the software, and give corresponding solutions to common problems.

Key words: Audio; spectrum; frequency; cycle

WildSpectra Mobile 移动版[1]声音分析软件由Keith Wildy[2]开发,运行在安卓系统下。该安卓软件移植自同名的桌面版WildSpectra [3]。桌面版WildSpectra由Keith Wildy和其父亲R. Haven Wiley博士合作开发,运行在苹果电脑系统下。移动版WildSpectra在移动设备上提供了声音的实时频谱图、波形图、频率分布图,频谱可以以振幅、功率或者分贝来显示,并有多种配色方案可供选择。该软件在声音识别、处理的领域中有着广泛的应用,例如,可以用来进行鸟鸣、人声、树蛙的声音的分析。

除了用于动物声音分析,该软件还提供了一项非常实用的功能:通过采集和分析来自钟表的振动声音,来了解钟表的运行状况,帮助用户改善钟表的精确度,从而实现了校表仪的部分功能。其原理就是通过麦克风来捕捉和识别钟表摆轮振动时发出的“嘀-嗒”声,并通过手机内置的额高精度时钟来计算摆轮振动频率(每秒钟振动次数),进而计算出每小时振频,推测出该钟表每天的走时误差。使用这项功能仅需一部安装了本软件的安卓手机和一个手机麦克风。

本软件分为Lite版和Pro版,其中Lite免费,但功能稍弱,无法将录制下来的声音保存下来,录制时间也限制在10秒内。但基本满足日常所需的测量精度了。收费的Pro版则提供了更强大的功能和更高的精度。本文主要介绍Lite版在钟表测量的各项功能。

1 软件安装

用户可以直接从安卓市场下载和安装,或者从Keith Wildy的个人网站下载apk文件,传输到手机,然后自行安装。

2 软件的设置

需要注意,本软件是一个通用声音分析软件,所以在默认设置下,分析钟表振频的振动计数器并不显示出来。当将此软件用于钟表测试时,需要在选项中将其选中。具体方法为:按手机的菜单键,界面下方会显示如图3所示的菜单,点“Preferences”,进入设置页面,向下滑动到图4所示的位置,选中“beats”和“integrated spectra”选项。如果当前菜单中找不到“Preferences”选项,请点“更多”,该选项就会显示出来。

3 测量钟表误差

完成基本设置后,我们即可测量钟表的振频,并计算其日误差。

振动计数器中会显示红绿蓝三种颜色的扇形,表示一定时间段内测量到的误差范围。每个扇形正中,还有一个深色指针表示该扇形的平均值。

各颜色含义如下:

红色:60秒内数据结果;

绿色:20秒内数据结果;

蓝色:5秒内数据结果。

计数器上方左侧用三种颜色显示的数值是使用不同时间段(60S/20S/5S)内数据计算出的钟表摆动次数,如蓝色的8.001b/s 28803b/h表示使用最近5秒内的录音数据,计算出手表每秒摆动8次,每小时摆动28803次。需要注意,钟表的两次摆动完成一次物理学上的振动。例如当手表的振动频率为4Hz时,每秒摆动8次,每小时摆动28800次。

计数器上方右侧三种颜色的数值则是通过振频计算出的钟表日误差。例如,蓝色的 +12s/d 表示使用最近5秒内的录音数据,计算出该手表每天快12秒。对于初级用户,只需要关注这一组数据即可。

注意:拾音器中含有磁铁,具有微弱磁性,可能使手表部件磁化。如果您的手表非常精密,建议您使用专业的校表仪,而非本软件来进行检测。

4 参数调整和常见问题

通过点击每个图表的不同区域,可以调整该图表使用的参数,从而使得测量和计算结果更加准确。

数据采集过程中,可能会以弹窗形式出现下述提示信息:

The signal between beats is not dipping below the lower threshold. Consider tightening the threshold gap.

出现该信息,说明当前预设的振动检测阈值不能准确的识别出每次振动,需要用手指轻点integrated spectra图的左侧,来减小阈值上下限范围。

The spectra seem very weak. Tap right half of spectrogram or spectrum to increase gain.

出现该信息,说明当前信号比较微弱,需要用手指轻点频谱图spectrogram的右侧,来放大频谱信号强度。

5 结束语

本文简要介绍了移动应用WildSpectra Mobile的下载、安装、设置,及其在钟表振频测量方面的使用方法,并介绍了使用中的常见问题及其解决办法。使用该软件,使得钟表爱好者可以几乎零成本完成钟表的误差测量。关于该软件更全面的设置,如频谱图的配色方案、采样频率、预设钟表振頻等,在软件自带的教程"Extras/Tutorial"中有详细的描述,请读者自行学习。

参考文献:

[1] Wiley Keith. WildSpectra Mobile[EB/OL].http://keithwiley.com/software/wildSpectraMobile.shtml.

[2] Keith Wiley. Wiley Keith[EB/OL]. http://keithwiley.com/index.shtml.

[3] Wiley Keith, Wiley R. Haven. WildSpectra and WildSpectraLive[EB/OL].http://www.unc.edu/~rhwiley/wildspectra/index.html.

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