Rejestrator sygnałów bioakustycznych

W ramach projektu BIRDSMOND został zaprojektowany i zbudowany wielokanałowy rejestrator sygnałów bioakustycznych współpracujący z macierzą mikrofonową. Budowa rejestratora cyfrowego stanowiła jedno z ważniejszych zadań projektowych. Rozwiązanie takie pozwoliło na wielokanałową rejestrację materiału badawczego z wykorzystaniem macierzy mikrofonowych. Urządzenie zostało specjalnie zaprojektowane pod kątem szerokopasmowej rejestracji głosów ptaków - również w zakresie ultradźwiękowym. Ponadto możliwa jest rejestracja sygnałów emitowanych przez niektóre gatunki nietoperzy bez konieczności stosowania dodatkowego detektora ultradźwiękowego. W rejestratorze wykorzystano szybkie 16 bitowe przetworniki A/C pracujące w technice SAR (Successive Approximation Register) typu AD7652 (PulSAR™). Wybór typu przetwornika podyktowany był badaniami które wykazały wyższość techniki SAR nad przetwornikami Sigma-Delta stosowanymi w standardowej aparaturze przy przetwarzaniu wybranych typów sygnałów. Badania przeprowadzone w ramach projektu potwierdziły iż w przypadku sygnałów bioakustycznych przetworniki SAR dokładniej przetwarzają składowe ultradźwiękowe niż standardowo stosowane przetworniki sigma-delta przy tej samej częstotliwości próbkowania. Dzięki temu możliwa jest dokładniejsza analiza głosów ptaków w zakresie ultradźwiękowym.

Sercem urządzenia jest 32-bitowy Mikrokontroler/DSP z rdzeniem ARM7 typu LPC2468 o częstotliwości taktowania 72 MHz. Procesor ten posiada w pełni sprzętowy 4-bitowy kontroler kart pamięci SD wyposażony w układ DMA (Direct Memory Access) do szybkiego transferu danych pomiędzy kartą SD i pamięcią RAM bez obciążania rdzenia. Rozwiązanie takie umożliwia maksymalne wykorzystanie szybkości zapisu oferowanej przez karty SDHC. Ponadto w procesorze zintegrowany jest moduł sprzętowego kontrolera zewnętrznej pamięci SDRAM co umożliwiło podłączenie kości pamięci o pojemności 32MB i zrealizowanie w niej bufora kołowego niezbędnego do blokowego zapisu danych na kartę SD. Rejestrator został wyposażony w graficzny wyświetlacze LCD typu COG (Chip On Glass) z szybkim szeregowym portem komunikacyjnym SPI. Stosunkowo duża moc obliczeniowa rdzenia ARM7 umożliwia obsługę klawiatury i wyświetlacza graficznego w czasie rzeczywistym nawet w czasie akwizycji 4 kanałów audio. Odtwarzanie plików audio możliwe jest dzięki zastosowaniu stereofonicznego, 16 bitowego przetwornika C/A oraz wzmacniacza słuchawkowego. Do wyjścia można podłączyć słuchawki do odsłuchu nagrań lub zewnętrzny, aktywny zespół głośnikowy w celu wabienia ptaków w terenie. Na karcie pamięci poza plikami z zarejestrowanymi głosami ptaków mogą znajdować się wybrane i odpowiednio przygotowane pliki z głosami poszczególnych gatunków służące do wabienia.