Uddannelse på AAU

I løbet af min uddannelse til civilingeniør med speciale i akustik har jeg lært, hvorledes problemorienteret projektarbejde. På AAU har hvert semester et specifikt tema som de studerende omkranser og udforsker i projektgrupper bestående af 4-7 studerende. Projektetarbejdet dokumenteres i en rapport som evalueres ved en mundtlig eksamen, hvor projektgruppens medlemmer deltager.



I løbet af min uddannelse, arbejdede jeg på nedenstående projekter.

1. semester Theme: ''Virkelighed og modeller''
Projekttitel: Simuleringsværktøjer til design af højttalerkabinetter
På dette semester analyserede vi i projektgruppen et simuleringsprogram til højttaler kabinet design, kaldt LSPcad Lite.
I projektperioden blev der fokuseret på principperne og de matematiske modeller for akustiske transducerer og højttalersystemer. Vi modellerede en basenhed fra Vifa, både under anbringelse i en uendelig baffel og et almindeligt, lukket kabinet. Endvidere blev filtreringsløsninger belyst, såvel som forskellige kabinettyper.

 

2. semester Tema: ''Virkelighed af modeller''
Projekttitel: Positionsstyring af en DC Motor
På dette semester var opgaven at modellere en robot-arm påhæftet en DC motor. Vha. af denne modellering skulle det mulliggøres at styre armens positions. Simuleringsværktøret, MATLAB blev brugt til at eftervise modellens præcision. Projektet omfattede ingen implementation, men derimod matematisk modellering ved hjælp af Laplace transformationer for derved at styre et LTI system.
 

 

3. semester Tema: ''Analog og Digital Elektronik''
Projekttitel: Optisk Detektion og Tæller
På dette semester var havde vi mange kurser i analog og digital elektronik. Projektet gik ud på at designe og implementere en optisk detector med en tæller tilsluttet for på den måde at tælle og registrere objekter som passerede et bestemt område. En stor del af projektet gik ud på at designe transistorkoblinger operationsforstærkerkoblinger, brug af en LED og en optielektrisk diode & transistor, en 555 timer og en tæller.

 

 

4. semester Tema: ''Mikrodatamater''
Projekttitel: EKG Registrering & Monitorering
Dette projekt gik ud på at designe og implementere en EKG-monitor, bestående af en PC til brugerinterface og en mikroprocessor til behandling af data fra de digitaliserede signaler fra den analoge opsamlingsenhed. På projektet stiftede vi bekendskab med assembler programmering af en Motorola(68000) mikroprocessor, C programmering af et brugerinterface og et RS232C interface mellem mikroprocessoren og PC'en og desuden konstruktion af analog elektronik til detektion af det svage, støjfyldte EKG-signal. Projektet kan downloades i pdf format her.

 

5. semester Tema: ''System Design / Konstruktion''
Projekttitel: ''Skibskollision Detektor''
På dette semester arbejdede jeg på et projekt som omfattede design og implementation af en Skibskollisions-detektor, baseret på GPS-kommunikation og brug af en VHF-radio. En realtidsalgorithme og et brugerinterface blev lavet ved programmering af Java applikationer og C. Vi brugte objektorienteret programmering til Java programmerne, og C programmerne blev lavet ved brug af "Struktureret Programmel Udvikling". Endvidere måtte omfattende protokoller til brug under GPS/VHF kommunikation indlæres/bruges og en Intel 8051 mikrokontroller samt software til til modtagelse af data blev designet og implementeret Læs rapporten her.

 

6. semester Theme: ''Signalbehandlings-systemer''
Projekttitel: Digitale & Analoge Guitar Effekter
På dette projekt blev digitale og analoge guitareffekter designet og implementeret. En trebånds grafisk equalizer, en forvrænger samt et indgangstrin til adaption af det højimpedante signal fra guitaren blev realiseret vha. analog elektronik. En DSP blev brugt til realisering af de digitale effekter: Efterklang, kompressor og flanger. Alle programmer blev kodet i assembler til DSP'en: TMS320C26 fra Texas Instruments. Læs rapporten i pdf formather.

Ved at følge de nedenstående links, kan du se det implementerede system.

Hør nogle af guitareffekterne ved at følge de links herunder:

Forvrænger Equalizer Flanger Kompressor Rumklang
"Blød klipning" 12 dB bass boost 1Hz periode "lav" "kort"
"hård klipning" 12 dB båndpas boost 0.6Hz periode "middel " "middel"
"asymmetrisk klipning" 12 dB diskant boost 0.38Hz periode "høj" "lang"

7. semester Tema: ''Adaptive Systemer''
Projecttitel: Udvidelse af båndbredde i talekodere
På dette projekt blev et system til udvidelse af båndbredden af telefonsignaler designet og implementeret. I den forbindelse blev der anvendt linear predictive coding, kodebogs-generering og søgning, mel frequency cepstral coefficients og auditory scales (Bark & Mel), line spectral frequencies and homomorphic foldning.
Der blev ikke skrevet nogen rapport, men en poster samt en videnskabelig artikel blev lavet.

 

8. semester Tema: ''Adaptiv filtering af signaler med akustisk oprindelse''
Projekttitel: Equalizering af rum & højttalersystem
På dette projekt blev der brugt adskillige forskellige signalbehandlings-værktøjer, såsom invers filtrering & foldning, design af elliptiske, Chebychew og Butterworth filtre (IIR), en adaptiv LMS algoritme, polyphase filtrering, opsampling og nedsampling. Endvidere blev der tilegnet viden om rumakustik, perception af lyd, auditory scales, højttalerprincipper og højttalersystem konstruktioner for at have en tilstrækkelig baggrundsviden. Derudover, blev forskellige adaptive algoritmer, såsom RLS, den normaliserede LMS og affine projection algoritme undersøgt med det formål at udvælge og implementere den bedst egnede. Systemet blev implementeret på en DSP fra Texas Instruments (TMS320C50) ved brug af assembler programmering.
Projektrapporten kan læsesher.

 

9. semester Tema: ''Akustisk Perception''
Projekttitel: Krydstaleudmaskning til afspilning af binaurale optagelser via PC Højttalere
I løbet af dette projekt tilegnede vi os viden om binaurale signaler, perception, behandling af binaurale signaler og afspilning af disse samt måleteknik ved binaurale optagelser i et lyddødt rum samt et standardiseret lytterum.
Projektet involverede undersøgelser af de forskellige krydstaleudmaskning-algoritmer: Atal-Schroeder crosstalk cancellation, Shuffler crosstalk cancellation og den rekursive krydstaleudmaskning for at udvælge den bedst egnede.
Valget af båndbredden hvori der skulle udmaskes krydstale blev truffet på baggrund af en undersøgelse af de basale principper i krydstaleudmaskning og måden, hvorpå mennesker opfatter lyf (specielt lokalisering) Projektrapporten kan læses her.

 

10. semester Tema: ''Akustik''
Projekttitel: Evaluering af passive filtreringsscenarier anvendt i højttalersystemer
Mit afgangsprojekt er baseret på et projektforslag jeg fremlagde angående en redegørelse for serielle / parallelle filter-løsninger. Hypotesen var at seriel filtrering i specielle tilfælde er den parallel filtrering overlegen angående lydmæssige kvaliteter.
Kabinetter til et tre-vejs højttalersystem (højre og venstre kanal) blev designet og implementeret og tre forskellige filtre blev også lavet: En filterløsning med seriel filtrering, en baseret på parallel filtrering og en med et hybrid-filter (baseret på både parallel og seriel filtrering)
Projektarbejdet omfattede elektrisk kredsløbs-modellering, målinger i en uendelig baffel (THD, impedans og akustisk overføringsfunktioner, Thiele-Small parameter beregning og lumped parameter modellering, målinger af respons i et lytterum og et lyddødt rum.
De tre filtreringsløsninger blev tested, både ved brug af en subjektiv evaluering med test-lyttere samt målinger. Den serielle og parallelle filter-løsning var stort set ens ifølge målingerne, men lyttetesten indikerede at den serielle filtreringsmetode var mest ørevenlig.
Send mig en mail, hvis du er interesseret i at læse denne rapport(263 pages).



Courses
I løbet af hvert semester, findes et bestemt antal kurser som skal beståes ved en individuel eksamen. (SE-courses). Se den nedenstående tabel for at se hvilke kurser der er tilknyttet de forskellige semestre.

Semester   Kursets Titel
1  Matematik 1A, Datalogi.
2  Matematik, Fysik.
3  Kredsløbsteori 1, Kredsløbsteori 2,  Matematik 1.
4  Matematik 2, Elektromagnetisme og Feltteori.
5  Tilbagekoblingsteori 2, Signalbehandling, Modulationsteori.
6  Sandsynlighedsregning, Statistik 1, Stokastiske Processer 1, Numeriske Metoder, Virksomhedsledelse.
7  Lineær Algebra, Systemidentifikation, Statistik 2, Stokastiske Processer 2.
8  Fundamentals of Acoustics, Acoustical Transducers Joint Time-Frequency Analysis, Engineering Responsibilities, Inverse Filtering and Deconvolution.
9  Architectural Acoustics, Acoustic Noise, Human Sound Perception and Psychometry.
10  No courses scheduled.

Foruden SE kurserne, er der et antal PE kurser som relaterer til temaet for semesteret. Disse kan ses i nedenstående tabel:

Semester

  Course Title
1 No courses scheduled.
2 No courses scheduled.
3 Analog Elektronik, Basal Digitalteknik, Tilbagekoblingsteori, Måleteknik.
4 Metoder for Systemkonstruktion, Systemarkitektur og -Integration, C Programmering, Algoritmer og Datastrukturer.
5 EMC, Multiprogrammering, Sandtidssystemer, Objektorienteret Analyse og Design, Objektorienteret Programmering med JAVA, Netværk og Datakommunikation.
6 Analoge Filtre, Signalers Oprindelse og Registrering, Analog og Digital Regneteknik, Realisation af Signalbehandlingssystemer.
7 Videnskabelig Arbejdsmetode og -Kommunikation, Avancerede Netværk,  Signalanalyse og -detektion, Algoritmers Repræsentation og Nøjagtighed.
8 Digital Audio, Acoustical Measurement Technique, Adaptive Systems, Heterogeneous Signal Processing Systems.
9  Auralisation and Virtual Reality Sound, Biostatistics, Audio engineering.
10 No courses scheduled.