曹建立 徐世杰 芮璋現(xiàn)

摘要：該文介紹了WildSpectra軟件利用音頻獲取和分析鐘表振頻的原理和方法，說明該軟件的各選項的含義以及操作方法，并對軟件使用中出現(xiàn)的常見問題進行了分析，給出了相應(yīng)的處理辦法。

關(guān)鍵詞：音頻；頻譜；振頻；周期

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：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 移動版[1]聲音分析軟件由Keith Wildy[2]開發(fā)，運行在安卓系統(tǒng)下。該安卓軟件移植自同名的桌面版WildSpectra [3]。桌面版WildSpectra由Keith Wildy和其父親R. Haven Wiley博士合作開發(fā)，運行在蘋果電腦系統(tǒng)下。移動版WildSpectra在移動設(shè)備上提供了聲音的實時頻譜圖、波形圖、頻率分布圖，頻譜可以以振幅、功率或者分貝來顯示，并有多種配色方案可供選擇。該軟件在聲音識別、處理的領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，例如，可以用來進行鳥鳴、人聲、樹蛙的聲音的分析。

除了用于動物聲音分析，該軟件還提供了一項非常實用的功能：通過采集和分析來自鐘表的振動聲音，來了解鐘表的運行狀況，幫助用戶改善鐘表的精確度，從而實現(xiàn)了校表儀的部分功能。其原理就是通過麥克風(fēng)來捕捉和識別鐘表擺輪振動時發(fā)出的“嘀-嗒”聲，并通過手機內(nèi)置的額高精度時鐘來計算擺輪振動頻率（每秒鐘振動次數(shù)），進而計算出每小時振頻，推測出該鐘表每天的走時誤差。使用這項功能僅需一部安裝了本軟件的安卓手機和一個手機麥克風(fēng)。

本軟件分為Lite版和Pro版，其中Lite免費，但功能稍弱，無法將錄制下來的聲音保存下來，錄制時間也限制在10秒內(nèi)。但基本滿足日常所需的測量精度了。收費的Pro版則提供了更強大的功能和更高的精度。本文主要介紹Lite版在鐘表測量的各項功能。

1 軟件安裝

用戶可以直接從安卓市場下載和安裝，或者從Keith Wildy的個人網(wǎng)站下載apk文件，傳輸?shù)绞謾C，然后自行安裝。

2 軟件的設(shè)置

需要注意，本軟件是一個通用聲音分析軟件，所以在默認設(shè)置下，分析鐘表振頻的振動計數(shù)器并不顯示出來。當(dāng)將此軟件用于鐘表測試時，需要在選項中將其選中。具體方法為：按手機的菜單鍵，界面下方會顯示如圖3所示的菜單，點“Preferences”，進入設(shè)置頁面，向下滑動到圖4所示的位置，選中“beats”和“integrated spectra”選項。如果當(dāng)前菜單中找不到“Preferences”選項，請點“更多”，該選項就會顯示出來。

3 測量鐘表誤差

完成基本設(shè)置后，我們即可測量鐘表的振頻，并計算其日誤差。

振動計數(shù)器中會顯示紅綠藍三種顏色的扇形，表示一定時間段內(nèi)測量到的誤差范圍。每個扇形正中，還有一個深色指針表示該扇形的平均值。

各顏色含義如下：

紅色：60秒內(nèi)數(shù)據(jù)結(jié)果；

綠色：20秒內(nèi)數(shù)據(jù)結(jié)果；

藍色：5秒內(nèi)數(shù)據(jù)結(jié)果。

計數(shù)器上方左側(cè)用三種顏色顯示的數(shù)值是使用不同時間段（60S/20S/5S）內(nèi)數(shù)據(jù)計算出的鐘表擺動次數(shù)，如藍色的8.001b/s 28803b/h表示使用最近5秒內(nèi)的錄音數(shù)據(jù)，計算出手表每秒擺動8次，每小時擺動28803次。需要注意，鐘表的兩次擺動完成一次物理學(xué)上的振動。例如當(dāng)手表的振動頻率為4Hz時，每秒擺動8次，每小時擺動28800次。

計數(shù)器上方右側(cè)三種顏色的數(shù)值則是通過振頻計算出的鐘表日誤差。例如，藍色的 +12s/d 表示使用最近5秒內(nèi)的錄音數(shù)據(jù)，計算出該手表每天快12秒。對于初級用戶，只需要關(guān)注這一組數(shù)據(jù)即可。

注意：拾音器中含有磁鐵，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，建議您使用專業(yè)的校表儀，而非本軟件來進行檢測。

4 參數(shù)調(diào)整和常見問題

通過點擊每個圖表的不同區(qū)域，可以調(diào)整該圖表使用的參數(shù)，從而使得測量和計算結(jié)果更加準確。

數(shù)據(jù)采集過程中，可能會以彈窗形式出現(xiàn)下述提示信息：

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

出現(xiàn)該信息，說明當(dāng)前預(yù)設(shè)的振動檢測閾值不能準確的識別出每次振動，需要用手指輕點integrated spectra圖的左側(cè)，來減小閾值上下限范圍。

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

出現(xiàn)該信息，說明當(dāng)前信號比較微弱，需要用手指輕點頻譜圖spectrogram的右側(cè)，來放大頻譜信號強度。

5 結(jié)束語

本文簡要介紹了移動應(yīng)用WildSpectra Mobile的下載、安裝、設(shè)置，及其在鐘表振頻測量方面的使用方法，并介紹了使用中的常見問題及其解決辦法。使用該軟件，使得鐘表愛好者可以幾乎零成本完成鐘表的誤差測量。關(guān)于該軟件更全面的設(shè)置，如頻譜圖的配色方案、采樣頻率、預(yù)設(shè)鐘表振頻等，在軟件自帶的教程"Extras/Tutorial"中有詳細的描述，請讀者自行學(xué)習(xí)。

參考文獻：

[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.