[发明专利]一种计算机键盘防水电子控制系统

权利要求书

1.一种计算机键盘防水电子控制系统，其特征在于，所述计算机键盘防水电子控制系统，包括键盘主体，所述键盘主体包括外壳和通过螺丝固定在外壳内部的电路板；所述外壳后侧内部通过螺丝固定有多个小型风扇，所述电路板下面卡接有控制器、继电器和扬声器；所述电路板表面镶嵌有多个湿度传感器，所述外壳底部镂空有多个排水孔；

所述外壳后侧高度大于前侧高度；

所述电路板通过继电器与控制器电连接，所述小型风扇和扬声器与控制器电连接；

所述湿度传感器的传递函数为：

G(ω)=exp(-(ln(ω/ω0))22(ln(k/ω0))2);]]>

其中，ω₀为滤波器的中心频率，对于不同的ω₀，k使k/ω₀保持不变；

在频率域构造滤波器，对应的极坐标表达方式为：

Gr(r)=exp[-((ln(r/f0))22(ln(σf))2)];]]>

Gθ(θ)=exp[-(θ-θ0)22σθ2];]]>

G(r,θ)＝G(r,r)·G(θ,θ)；

式中，G_r(r)为控制滤波器带宽的径向分量，G_θ(θ)为控制滤波器方向的角度分量；

r表示径向坐标，θ表示角度坐标，f₀为中心频率，θ₀为滤波器方向，σ_f用于确定带宽；

Bf＝2(2/ln2)1/2|lnσ_f|，σ_θ确定角度带宽，Bθ＝2(2/ln2)1/2σ_θ；

所述控制器对湿度传感器传输的信号分析后，对多个小型风扇进行发送指令；所述控制器的湿度信号分析方法为：

按照下述公式对所述湿度信号中的每一帧湿度信号进行噪声跟踪，获取每一帧湿度信号的噪声谱N(w,n)：

N(w,n)=(1-αu)|X(w,n)|+αuN(w,n-1),|X(w,n)|≥N(w,n-1)(1-αd)|X(w,n)|+αdN(w,n-1),|X(w,n)|<N(w,n-1);]]>

其中，X(w,n)表示所述湿度信号的短时傅里叶变换；αu、αd为预设系数且0<αd<αu<1；w表示频域上的频点序号；n表示时域上的帧序号；

按照下述公式对每一帧湿度信号的短时傅里叶变换进行二值化处理得到二值谱Xb(w,n)：

Xb(w,n)=1,|X(w,n)|-N(w,n)>Tb0,|X(w,n)|-N(w,n)≤Tb]]>

Tb为预设第一阈值；

将其中一路湿度信号对应的Ka个二值谱与另一路声音信号对应的Kb个二值谱进行两两间的相干性匹配得到所述第一匹配结果，所述第一匹配结果包括匹配度最高的一组二值谱对应的匹配位置和匹配度，Ka、Kb均为正整数；

对于每一路湿度信号，按照下述公式计算所述声音信号中的每一帧湿度信号的功率谱P(w,n)：

P(w，n)＝α_pP(w，n-1)+(1-α_p)|X(w，n)^|2

其中，X(w,n)表示所述湿度信号的短时傅里叶变换；

αp为预设系数且0＜αp＜1；w表示频域上的频点序号；n表示时域上的帧序号；

按照下述公式计算每一帧湿度信号的功率谱的谱间相关性DP(w,n)：

DP(w,n)＝|P(w+1,n)-P(w,n)|

按照下述公式对所述谱间相关性DP(w,n)进行噪声跟踪，获取每一帧湿度信号的噪声功率谱的谱间相关性NDP(w,n)：

NDP(w,n)=(1-βu)DP(w,n)+βuNDP(w,n-1),DP(w,n)≥NDP(w,n-1)(1-βd)DP(w,n)+βdNDP(w,n-1),DP(w,n)<NDP(w,n-1)]]>

其中，βu、βd为预设系数且0＜βd＜βu＜1；

所述电路板上集成有平面结构的耦合器，包括左右对称的主线和副线，主线和副线均由加载开路枝节的微带线构成；主线和副线与第一分支线、第二分支线和第三分支线连接，第二分支线由两条对称的微带线并联而成，连接在主线和副线长度的二分之一处；

平面结构的耦合器还包括：金属地板、介质基板，金属地板设置在介质基板的底面；

主线两端分别设有输入端和第一隔离端口，副线两端分别设有第二隔离端口和耦合端；

第一分支线和第三分支线分别连在主线和副线的两端部，第一分支线靠近输入端和第二隔离端口，第三分支线靠近第一隔离端口和耦合端；

主线、副线、第一分支线、第二分支线、第三分支线、输入端、第一隔离端口、耦合端、第二隔离端口均印制在介质基板上；

介质基板材料为RT/duroid 5880，相对介电常数为2.2，介质板厚度为0.787mm，覆铜厚度为0.018mm，损耗角正切为0.0009；

主线和副线是由两节四分之一波长的传输线级联而成，每节四分之一波长传输线由两节传输微带线依次加载三个开路枝节的等效结构构成，级联过程中共用中间的开路枝节，形成主线和副线都是由四节微带线加载五个开路枝节的等效结构构成；

主线、副线等效电路的等效过程如下：

四分之一波长传输线的A参数矩阵为：

A1B1C1D1=0jZ2sinθ2jY2sinθ20]]>

等效电路的A参数矩阵为：

A2B2C2D2=10jY22tanθ221cosθ21jZ21sinθ21jY21sinθ21cosθ2110j2Y22tanθ221cosθ21jZ21sinθ21jY21sinθ21cosθ2110jY22tanθ221]]>

而

解以上矩阵，可得：

其中，θ₂＝90deg,θ₂₁＝22.5deg,θ₂₂＝45deg and Z₂＝35.35Ω。