假日電動牙刷工程師, Philips HX6240-05 (1)

家裡的這把Philips HX6240是和老爸一起合買，一次兩把。一分鐘刷31000下，只要讓他碰到牙齒所有表面，隨便都比手刷得乾淨。我自己用電動牙刷刷完後，牙齒表面都摳不出白色的牙菌斑，我用得滿意極了！

廠商的規格換算是516.67Hz，從商業的角度來看，標一分鐘31K次比較聰明，畢竟數字大看起來就厲害得多。銷售起來也比較生猛一點：一分鐘幫你刷3萬次呢！

身為專業（？）的電機工程師，雖然牙刷我用得滿意，我也不能就這樣相信Philips，檢驗看看才知道。牙刷運作會發出聲音，理論上和516Hz會有關聯。根據取樣定律，我只要1034Hz就夠；但是我的高級手機能用48KHz取樣，頻率解析度24KHz。區區電動牙刷，難不倒我的手機！我錄了一小段聲音，本來想拿去用Python算FFT分析一下；但是我在休假耶，何必要這樣折騰自己呢？

於是我隨手到Google App Store找到一款好用的頻譜分析程式

啟動電動牙刷，對準話筒，馬上Spectrum就出算出來。拜現在CPU神速，16384點FFT都能即時畫出頻譜。下面第一張圖是24KHz整片的頻譜，三個主要的harmonic都已經標出；第二張圖放大看100Hz ~ 1000Hz的區域。

這三個顯著的peak如下

• 1x, 251Hz, 15060/ min
• 2x, 503Hz, 30180/ min
• 3x, 755Hz, 45300/ min

如果三個peak是Harmonic的關係，那顯然牙刷是產生251Hz這類的方波(1x)，那麼對應的side-lobe隨便就會掉到-10dB（參考資料）。圖上這種強度顯然不是，三個頻率正好強度相當，看起來正是音波牙刷強大的秘密所在。我在百貨公司看過Demo，水會生猛的震動，原理應該是頻率成倍數的波動產生駐波，然後口水＋牙膏就在嘴裡噴射了！當初想到用這招的人，真的很強！

國際大廠的31000/minute和上述的2x接近，應該是沒唬爛。不過這個分析只能說是＂電動牙刷音效頻譜分析＂，不能代表＂刷頭振動頻率分析＂。在我參透怎麼分析刷頭之前，就還只是假說而已。

TODO

1. 分析三個頻率waveform疊加，究竟會產生什麼
2. 想辦法研究刷頭震動的頻率，究竟速度多快

至於我錄下的一小段聲音，下次有人來公司interview，就給他一部電腦和MATLAB讓他們分析一下。這題足夠證明同學的DSP學得夠好。