简述音频分析仪的功能结构和软件配置
简述音频分析仪的功能结构和软件配置
应用指南
相关产品:
|R&S UPV
|R&S UPV
Firmware
为了让读者更容易理解，首先介绍仪
表的硬件和功能图的结构。接下来，简单
介绍测试软件的设置面板，并将设置面板
中的参数与仪表的硬件和功能块对应起
来。
应用
指南
何祖辉5
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2
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目录
1引言 (3)
2硬件和功能块的结构 (4)
2.1信号发生器部分 (4)
2.2信号分析器部分 (7)
3测试软件R&S UPV firmware (11)
3.1信号发生器部分 (11)
3.1.1Generator Config (12)
3.1.2Generator Function (13)
3.2信号分析器部分 (13)
3.2.1Analyzer Config (14)
3.2.2Analyzer Function (15)
4结束语 (18)
5相关文献 (18)
6订购信息 (18)
1引言
对于一个从事音频测试的工程师而言，欲正确、高效的完成音频测试，则必然需要对仪表的硬件、测试软件有一定程度的了解。笔者在做音频分析仪技术支持的过程中，通过学习产品手册，以及现场支持不同的案例，一方面熟悉了各种音频测试技术，另一方面，也加深了对于音频分析仪R&S UPV的理解，其中最重要的是基本弄清楚了测试软件中的配置参数与仪表的硬件、功能结构之间的对应关系。而这种对应关系，是正确配置仪表，乃至正确完成测试的前提。
为了方便他人学习、掌握R&S UPV的使用，笔者将自己对这种对应关系的点滴理解付诸于下文，水平有限，错漏之处，敬请指正。
2硬件和功能块的结构
本文所提到的功能块，是指构成R&S UPV测量功能的逻辑框图，图中每个功能块代表着一个或者某几个测量功能，和硬件之间有某种对应关系。从贴近于应用的角度考虑，本章内容侧重于功能块的介绍。
从测量功能的角度，音频分析仪R&S UPV由两部分构成：信号发生器部分（Generator）和信号分析器部分（Analyzer），下文的讲解将分别从这两个方面展开。
2.1 信号发生器部分
请先看图1，图中包括了组成信号发生器的各个功能块。下图是简化了的框图，实际完整的功能块框图会更加复杂。
图1. UPV信号发生器部分的功能块结构框图
其中黄色的功能块是标准配置，绿色的功能块是可选配置。图中左半部分包括DSP Gen、Filter/Equalizer、Playback、Filter；对应测试软件Generator Function设置面板。图中右半部分包括Extend Interface Slot1 、Extend Interface Slot2、Digital Audio Board、D/A converter、Low Dist Gen、Amplifier；对应Generator Config设置面板。
接下来介绍图中的功能块：
1. DSP Gen：通过这个模块，可产生不同类型的数字信号，如正弦波、多音信号，噪声等等。
2. Filter/Equalizer：对DSP Gen输出的信号进行滤波、加均衡器。
3. Playback：回放WAV文件。可以使用信号分析器的“Record”功能将被测信号录制成WAV文件，使用此功能进行回放。
4. Filter：对回放的信号进行滤波。
5. Extend Interface Slot1 /Extend Interface Slot2：扩展接口插槽。UPV 的后面板提供了两个升级插槽。目前支持的升级选件共有3个，它们是：UPV-B41、UPV-B42、UPV-B48。B41和B42提供了数字I/O,而B48仅提供模拟输入接口，在信号分析器部分会做介绍。3个选件如下图所示（图中红色线框处即是UPV后面板的升级卡槽）：
?R&S UPV-B41 (I2S Interface)
数字音频接口，支持测量和产生符合I2S标准的数字音频信号。下图即是该选件对应的接头，由该接头来输出信号或者输入数字信号。
?R&S UPV-B42 (Universal Serial Interface)
通用串行接口。它增加了UPV的灵活性，可以支持更多更新的数字音频格式，该选件还包含一个外置的探针板，如下图所示，由该探针来输出或者输入数字信号。
6. Digital Audio Board：数字音频板。对应的硬件选件：R&S UPV-B2 (Digital Audio I/O 192 kHz)，支持测量和产生符合AES/EBU和S/P DIF 标准的数字音频信号，该选件包含三种数字输入/输出接头：XLR，BNC ，TOSLINK，它们被安装在UPV前面板,UPV产生的数字信号可由这三个接头输出。如下图所示：
7. D/A converter：数模转换器，分辨率为24位。作用是将DSP Gen产生的数字信号，转换成模拟信号。
8. Low Dist Gen：低失真信号源。对应的硬件选件：R&S UPV-B1 (Low Distortion Generator)，它是一个RC振荡器，可以将UPV的输出信号频率上限拓展至185 kHz，而标配的输出信号，频率最高只有80 kHz ,见下图（摘自UPV brochure）。
标准配置下，UPV输出信号的固有失真已经非常之低，安装此选件之后，可以使输出信号的固有失真相比标配，有更加显著的下降，从而大幅提升输出信号的品质，详细参数见下图：
9.Amplifier：放大器模块，它的作用是放大D/A converter输出的模拟信号至预设电平。其实际的硬件电路还包括Lever Control、Output Attenuator等部分。
2.2 信号分析器部分
请先看图2，图中包括了组成信号分析器的各个功能块。下图是简化
了的功能图，实际完整的功能块框图会更加复杂。
图2. UPV信号分析器部分的功能块结构框图
其中黄色的功能块是标准配置，绿色的功能块是可选配置。图中左半部分包括Extend Interface Slot1 、Extend Interface Slot2、Digital Audio、Analog pre-process、Amplifier、A/D converter、Pre-filter，对应测试软件Analyzer Config设置面板。图中右半部分包括Filter、Input Display、Level Monitor、Waveform、Record、FFT、Meas.Funct.、Freq.Phase GrqDel、Audio monitoring output（包括Loudspeaker和Headphone connection）；对应Analyzer Function设置面板。
接下来介绍图中几个重要的功能块：
1. Extend Interface Slot1 、Extend Interface Slot2、Digital Audio：信号发生器部分已经做了详细的说明，重复部分不再赘述，这里仅对B48做简单介绍。
?R&S UPV-B48 (Analog 8 Channel Inputs)
模拟音频接口，支持同时测量8个通道输入，如果同时安装两个
B48，则可以同时测量16个通道，安装选件后，对应的物理接头如下图
所示：
，可以称之为Input Level process，作用是根据输入信号的不同电平，自
动对其进行相应的预处理，使得处理后的信号电平符合后级A/D converter的处理要求。下图即是预处理过程的信号流程图：
3. Prefilter：对A/D变换后的数字信号进行数字滤波。此处设置的滤波器类型，可以影响后级所有的measurement functions。
4. Filter：对信号进行数字滤波，最多可使用3个滤波器，对信号连续进行三次滤波。它和Prefilter的区别是，只能应用于某个特定的measuremen function，如THD。
5. Input Display、Level Monitor、Waveform、Record、FFT、
Meas.Funct.、Freq.Phase GrqDel：UPV的信号分析功能被分成三个测量等级（measurement level）：分别是Input level、Monitor level、Function Level；虽然测量复杂程度依次递增，但是不同测量等级对应的测量结果却可以同时显示。下面依次介绍三个测量等级：
?Input Level：对应着图2中的Input Display，从功能块的逻辑关系来看，在Prefilter之前。信号在未经滤波的情况下，被分析，
得到输入信号的Peak Level。
?Monitor Level：对应着图2中的Level Monitor，在Prefilter之后，对滤波后或未经滤波的信号进行分析，得到信号的RMS值或者
DC voltage。
?Function Level：对应着图2中的Meas.Funct.、Waveform、FFT 、Freq.Phase GrqDel、Record。对滤波后或者未经滤波的信号
进行更加深入的分析，常见的Meas.Funct包括线性失真（如频响
特性）、非线性失真（如THD、THD+N/SINAD）和干扰
（Noise、Jitter）等等。除此之外，还包括对信号的时域特性
（Waveform）和频域特性（FFT）的分析与结果显示。值得一提
的是，用户还可以使用Record功能块，录制输入的信号至本地硬
盘，以备日后进行分析。Freq.Phase GrqDel即Frequency、
Phase、Group Delay的测量，它们的测量结果可以在一个单独的
测量窗口之中显示。
6. Audio Monitoring Output：包括Loudspeaker和Headphone connector，见下图，左图是前面板上Loudspeaker的开关，右图是前面板上Headphone的插孔。可以在前述任意一个测量等级上激活该功能，激活后，可以对输入的模拟或者数字音频信号进行实时的监听。并且也可以将此功能块切换至UPV的Generator，对信号发生器的输出进行监听。
3测试软件R&S UPV firmware
UPV正常开机后，测试软件也随之自动启动，并弹出如下界面。
从配置参数的角度，我们最关心四个设置面板，它们分别是Generator Config、Generator Function、Analyzer Config、Analyzer Function，接下来会从上述四个设置面板中，挑选几个常见的配置参数来讲解，找出它们与硬件、功能块之间的对应关系，更多详情请查看UPV 操作手册。
3.1 信号发生器部分
信号发生器部分对应的设置面板为Generator Config和Generator Function，如下图所示：
3.1.1 Generator Config
Generator Config的主要作用是：
a.选择仪表信号发生器的接口：模拟接口或者数字接口。
在面板中“instrument”下拉列表中，选择接口类型，如下图所示，举例来说，Analog对应的是模拟接口，Digital Audio对应的是UPV-B2，为数字接口。
b.配置信道以及输出信号带宽
在面板中“channel”和“bandwidth”中进行选择，如下图所示。其中bandwidth限制了输出信号的频率上限。
配置这个参数，将会相应的改变图1中功能块D/A converter的时钟频率，根据奈奎斯特采样定理，采样频率至少为原始信号频率上限的两倍，所以当我们选择“22kHz”时，意味着输出信号频率上限为
22kHz，那么UPV的D/A converter时钟频率则为48 kHz；当我们选择“40kHz”时，时钟频率则为96kHz；当我们选择“80kHz”时，时钟频率则为192kHz 。
c．设置参考值。
当测量结果的单位为dB时，其参考值即是此处预设的值。
3.1.2 Generator Function
Generator Function 的主要作用是：
a. 选择测试信号类型
面板中的“Function”对应图1中“DSP Gen”，DSP芯片根据此处的选择，计算出相应类型的数字信号，如sine。如果选中“Low dist”，便激活了UPV-B1选件，即图1中的功能块Low Dist，此时输出低噪且低失真度的信号，与此同时DSP Gen功能块被禁止。
b. 扫频功能
激活扫频功能。
c.频率和电平设置
设置所需的电平后，UPV相应的调节图1中的功能块“Amplifier”的增益或者衰减值。
d. 配置滤波器和均衡器
面板中的“Filter”和“Equalizer”对应着图1中的“Filter
/Equalizer”。
3.2 信号分析器部分
信号分析器部分对应的设置面板为Analyzer Config和Analyzer Function，如下图所示：
Analyzer Config的作用是：
a.选择仪表分析器部分的接口：模拟接口或者数字接口
面板“Instrument”下拉列表中，可以选择接口类型，如下图所
示：
b. 配置通道和测量带宽
面板上的“Bandwidth”，将指定Analyzer可以分析的信号频率上限，其本质其实是改变功能图中A/D converter的采样频率，“Bandwidth”和采样频率之间有一个对应关系，见下表
Bandwidth
（单位：kHz）Sample frequency （单位：kHz）
22 48
40 96
80 192
2
c.开始执行测试的触发条件
3.2.2 Analyzer Function
Analyzer Function 的作用是:
a. 选择测量功能
面板中可在“Function”下拉列表中，进行选择，如下图所示。与图2中的功能块Meas.Funct.对应，选择针对信号的分析工具，如THD，S/N，RMS等等。
b. 设置测量速度和准确度
c.激活滤波器和均衡器
设置面板中“Filter”，如下图所示，对应着图2中的功能块“Filter ”。
d.激活Post-FFT
e.选择以及设置Level Monitor
面板设置如下图，对应图2中的”Level Monitor”
f.选择以及设置Input monitor
面板设置如下图，对应图2中的“Input monitor”
g.选择以及设置frequency, phase, group delay 的测量面板设置如下图，对应图2中的“Freq.Phase GrpDel”
h.选择以及设置FFT.
对应图2中的“FFT”
i.选择以及设置Waveform monitor
面板设置如下图，对应图2中的“Waveform”
结束语
4结束语
综上所述，测试软件R&S UPV firmware的四个设置面板与硬件、功能块之间有着十分密切的对应关系，笔者在以上篇幅中揭示的只是冰山一角。读者可在此基础之上，借助于操作手册和测试经验，更进一步的了解这种对应关系。
5相关文献
[1] R&S UPV Operating Manual（version 09 - FW V2.5.0）
[2] R&S UPV Service Manual
6订购信息
Base Unit
Audio Analyzer R&S?UPV R&S?UPV:1146.2003.02
R&S?UPV66:1146.2003.66 Hardware Options
Low Distortion Generator R&S?UPV-B1 1146.5202.02
Digital Audio I/O 192 kHz R&S?UPV-B2 1146.4306.02
Second Analog Generator R&S?UPV-B3 1146.4806.02
I2S Interface R&S?UPV-B41 11
11
R&14
14
14
About Rohde & Schwarz
Rohde & Schwarz is an independent
group of companies specializing in electronics. It is a leading supplier of
solutions in the fields of test and measurement, broadcasting,
radiomonitoring and radiolocation, as well
as secure communications. Established
75 years ago, Rohde & Schwarz has a
global presence and a dedicated service network in over 70 countries. Company headquarters are in Munich, Germany. Environmental commitment
L Energy-efficient products
L Continuous improvement in
environmental sustainability
L ISO 14001-certified environmental
management system
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基于单片机音频信号分析仪设计
2007年A题音频信号分析仪 本系统基于Altera Cyclone II 系列FPGA嵌入高性能的嵌入式IP核(Nios)处理器软核，代替传统DSP芯片或高性能单片机，实现了基于FFT的音频信号分析。 音频信号分析仪 山东大学王鹏陈长林秦亦安 摘要：本系统基于Altera Cyclone II 系列FPGA嵌入高性能的嵌入式IP核(Nios)处理器软核，代替传统DSP芯片或高性能单片机，实现了基于FFT的音频信号分析。并在频域对信号的总功率，各频率分量功率，信号周期性以及失真度进行了计算。并在FPGA中嵌入了8阶IIR切比雪夫（Chebyshev）II型数字低通滤波器，代替传统有源模拟滤波器实现了性能优异的音频滤波。配合12位A/D转换芯片AD1674，和前端自动增益放大电路，使在50mV到5V的测量范围下，单一频率功率及总功率测量误差均控制在1%以内。 关键词：FPGA；IP核；FFT；IIR；可控增益放大 Abstract: This system is based on IP core(Nios)soft-core processors embedded in the FPGA of Altera Cyclone II family. Instead of using DSP or microcontroller, we use Nios II to perform a low-cost FFT-based analysis of the audio signal.And we caculated the power of the whole signal,the power of each frequence point that componented the signal.By the way,we anlysised its periodicity and distortion.We also embedded an 8-order Chebyshev II IIR digital low-pass filter to replace the traditional analog Active Filter to perform an excellent audio filter. With 12bit A / D converter chip AD1674, and the front-end automatic gain amplifier, this system’s single-frequency power and total power measurement error is below 1% in 50mV to 5V measurement range. Keyword: FPGA；IP core; FFT;IIR; automatic gain amplifier 一、方案选择与论证 1、整体方案选择 音频分析仪可分为模拟式与数字式两大类。 方案一：以模拟滤波器为基础的模拟式频谱分析仪。有并行滤波法、扫描滤波法、小外差法等。因为受到模拟滤波器滤性能的限制，此种方法对我们来说实现起来非常困难。 方案二：以FFT为基础的的数字式频谱分析仪。通过信号的频谱图可以很方便的得到输入信号的各种信息，如功率谱、频率分量以及周期性等。外围电路少，实现方便，精度高。 所以我们选用方案二作为本音频分析仪的实现方式。
基于LABVIEW的虚拟频谱分析仪设计
目录 1 设计任务 (1) 1.1 技术要求 (1) 1.2 设计方案 (1) 2 基本原理 (1) 3 建立模型 (2) 3.1 系统前面板设计 (3) 3.2 系统程序框图设计 (3) 3.3 系统程序运行结果 (4) 4 结论与心得体会 (9) 4.1 实验结论 (9) 4.2 心得体会 (10) 5 参考文献 (10)
基于LABVIEW的虚拟频谱分析仪设计1设计任务 1.1 技术要求 1）设计出规定的虚拟频谱分析仪，可对输入信号进行频域分析，显示输入信号的幅度谱和相位谱等 2）设置出各个控件的参数； 3）利用LabVIEW实现该虚拟频谱分析仪的设计； 4）观察仿真结果并进行分析； 5）对该虚拟频谱分析仪进行性能评价。 1.2 设计方案 虚拟频谱分析仪的设计包括以下三个步骤： 1) 按照实际任务的要求，确定频谱分析仪的性能指标。 2) 按照实验原理想好设计思路，并且完成电路图及程序，然后在前面板和程序流程图中实现。 3) 完成电路设计，运行程序并且检查，直至无误后观察仿真结果并且分心。 2基本原理 本设计采用的是数字处理式频谱分析原理，方法为：经过采样，使连续时间信号变为离散时间信号，然后利用LabVIEW的强大的数字信号处理的功能，对采样得到的数据进行滤波、加窗、FFT 运算处理，就可得到信号的幅度谱、相位谱以及功率谱。FFT的输出都是双边的，它同时显示了正负频率的信息。通过只使用一半FFT输出采样点转换成单边FFT。FFT的采样点之间的频率间隔是fs/N，这里fs是采样频率。FFT和能量频谱可以用于测量静止或者动态信号的频率信息。FFT提供了信号在整个采样期间的平均频率信息。因此，FFT主要用于固定信号的分析（即信号在采样期间的频率变化不大）或者只需要求取每个频率分量的平均能量。 在采样过程中，为了满足采样定理，对不同的频率信号，选用合适的采样速率，从而防止频率混叠。实际中，我们只能对有限长的信号进行分析与处理，而进行傅立叶变换的数据理论上应为无限长的离散数据序列，所以必须对无限长离散序列截断，只取采样时间
音频信号分析仪(A题一等奖)
题目名称：音频信号分析仪（A题） 华南理工大学电子与信息学院参赛队员：陈旭张洋林士明 摘要：本音频信号分析仪由32位MCU为主控制器，通过AD转换，对音频信号进行采样，把连续信号离散化，然后通过FFT快速傅氏变换运算，在时域和频域对音频信号各个频率分量以及功率等指标进行分析和处理，然后通过高分辨率的LCD对信号的频谱进行显示。该系统能够精确测量的音频信号频率范围为20Hz-10KHz，其幅度范围为5mVpp-5Vpp，分辨力分为20Hz和100Hz两档。测量功率精确度高达1%,并且能够准确的测量周期信号的周期，是理想的音频信号分析仪的解决方案。 关键词：FFT MCU频谱功率 Abstract:The audio signal analyzer is based on a32-bit MCU controller,through the AD converter for audio signal sampling,the continuous signal discrete,and then through the FFT fast Fourier transform computing,in the time domain and frequency domain of the various audio frequency signal weight and power,and other indicators for analysis and processing,and then through the high-resolution LCD display signals in the spectrum.The system can accurately measure the audio signal frequency range of20Hz-10KHz,the range of5-5Vpp mVpp,resolution of20Hz and100Hz correspondent.Power measurement accuracy up to1%,and be able to accurately measuring the periodic signal cycle is the ideal audio signal analyzer solution. Keyword:FFT MCU Spectrum Power
信号处理实验七音频频谱分析仪设计与实现
哈尔滨工程大学 实验报告 实验名称：离散时间滤波器设计 班级：电子信息工程4班 学号： 姓名： 实验时间：2016年10月31日18：30 成绩：________________________________ 指导教师：栾晓明 实验室名称：数字信号处理实验室哈尔滨工程大学实验室与资产管理处制
实验七音频频谱分析仪设计与实现 一、 实验原理 MATLAB 是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，其数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数命令。本实验要求基于声卡和MTLAB 实现音频信号频谱分析仪的设计原理与实现，功能包括： (1)音频信号输入，从声卡输入、从WAV 文件输入、从标准信号发生器输入； (2)信号波形分析，包括幅值、频率、周期、相位的估计、以及统计量峰值、均值、均方值和方差的计算。 (3)信号频谱分析，频率、周期的统计，同行显示幅值谱、相位谱、实频谱、虚频谱和功率谱的曲线。 1、频率(周期)检测 对周期信号来说，可以用时域波形分析来确定信号的周期，也就是计算相邻的两个信号波峰的时间差、或过零点的时间差。这里采用过零点(ti)的时间差T(周期)。频率即为f = 1/T ，由于能够求得多个T 值(ti 有多个)，故采用它们的平均值作为周期的估计值。 2、幅值检测 在一个周期内，求出信号最大值ymax 与最小值ymin 的差的一半，即A = (ymax - ymin)/2，同样，也会求出多个A 值，但第1个A 值对应的ymax 和ymin 不是在一个周期内搜索得到的，故以除第1个以外的A 值的平均作为幅值的估计值。 3、相位检测 采用过零法，即通过判断与同频零相位信号过零点时刻，计算其时间差，然后换成相应的相位差。φ=2π(1-ti/T)，{x}表示x 的小数部分，同样，以φ的平均值作为相位的估计值。 频率、幅值和相位估计的流程如图1所示。 4、数字信号统计量估计 (1) 峰值P 的估计 在样本数据x 中找出最大值与最小值，其差值为双峰值，双峰值的一半即为峰值。 P=0.5[max(yi)-min(yi)] (2)均值估计 i N i y N y E ∑== 1 )( 式中，N 为样本容量，下同。 (3) 均方值估计 () 20 2 1 ∑== N i i y N y E (4) 方差估计 ∑=-=N i i Y E y N y D 0 2))((1)(
【目录】基于LABVIEW的虚拟频谱分析仪设计
【关键字】目录 目录 基于LABVIEW的虚拟频谱分析仪设计 1设计任务 1.1 技术要求 1）设计出规定的虚拟频谱分析仪，可对输入信号进行频域分析，显示输入信号的幅度谱和相位谱等 2）设置出各个控件的参数； 3）利用LabVIEW实现该虚拟频谱分析仪的设计； 4）观察仿真结果并进行分析； 5）对该虚拟频谱分析仪进行性能评价。 1.2 设计方案 虚拟频谱分析仪的设计包括以下三个步骤： 1) 按照实际任务的要求，确定频谱分析仪的性能指标。 2) 按照实验原理想好设计思路，并且完成电路图及程序，然后在前面板和程序流程图中实现。 3) 完成电路设计，运行程序并且检查，直至无误后观察仿真结果并且分心。
2基本原理 本设计采用的是数字处理式频谱分析原理，方法为：经过采样，使连续时间信号变为离散时间信号，然后利用LabVIEW的强大的数字信号处理的功能，对采样得到的数据进行滤波、加窗、FFT 运算处理，就可得到信号的幅度谱、相位谱以及功率谱。FFT的输出都是双边的，它同时显示了正负频率的信息。通过只使用一半FFT输出采样点转换成单边FFT。FFT的采样点之间的频率间隔是fs/N，这里fs是采样频率。FFT和能量频谱可以用于测量静止或者动态信号的频率信息。FFT提供了信号在整个采样期间的平均频率信息。因此，FFT主要用于固定信号的分析（即信号在采样期间的频率变化不大）或者只需要求取每个频率分量的平均能量。 在采样过程中，为了满足采样定理，对不同的频率信号，选用合适的采样速率，从而防止频率混叠。实际中，我们只能对有限长的信号进行分析与处理，而进行傅立叶变换的数据理论上应为无限长的离散数据序列，所以必须对无限长离散序列截断，只取采样时间内有限数据。这样就导致频谱泄漏的存在。所以利用用加窗的方法来减少频谱泄漏。由于取样信号中混叠有噪声信号，为了消除干扰，在进行FFT 变换之前，要先进行滤波处理。本设计采用了巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、椭圆（Ellipse）、贝塞尔（Bessel）等滤波器。 以下说明时域分析与频域分析的功能 1）信号的时域分析主要是测量尝试信号经滤波处理后的特征值，这些特征值以一个数值的方式来表示信号的某些时域特征，是对尝试信号最简单直观的时域描述。将尝试信号采集到计算机后，在尝试VI中进行信号特征值处理，并在尝试VI前面板上直观地表示出信号的特征值，可以给尝试VI的使用者提供一个了解尝试信号变化的快速途径。信号的特征值分为幅值特征值、时间特征值和相位特征值。 2）信号的频域分析就是根据信号的频域描述来估计和分析信号的组成和特征量。测量时采集到的是时域波形，但是由于时域分析工具较少，往往把问题转换到频域来处理。频域分析包括频谱分析、功率谱分析、相干函数分析以及频率响应函数分析。通过信号的频域分析，可以确定信号中含有的频率组成成分和频率分布范围；还可以确定信号中的各频率成分的幅值和能量；同时还能分析各信号之间的相互关系。 3建立模型 本设计中用LabVIEW中的信号发生控件来代替信号采集部分产生信号。整个系统的设计均由软件来仿真实现。 本设计的虚拟频谱分析仪由两个软件模块组成：信号发生器模块和频谱分析模块。处理过程如下：首先将信号发生模块产生的尝试信号送数字滤波器处理，滤除干扰噪声，然后分别进行时域分析、频域
音频信号分析仪毕业论文
音频信号分析仪 指导老师：邓晶 年纪专业：11信息工程 成员：丽梅（1128401039） 东飞（1128401014） 罗兰（1128401128） 日期：2014年6月
摘要：本音频信号分析仪基于快速傅里叶变换的原理，以32位CPU STM32构成的最小系统为控制核心，由电压跟随、程控放大、峰值检测、抗混叠滤波等模块组成。本音频信号分析仪由STM32控制，通过AD转换，对音频信号进行采样，把连续信号离散化，然后通过FFT运算，对音频信号各个频率分量以及功率等指标进行分析和处理，然后通过高分辨率的LCD对信号的频谱进行显示。该系统能够精确测量的音频信号频率围为50Hz-10KHz，其幅度围为5mVpp-5Vpp，分辨力为50Hz。 关键词：FFT 嵌入式系统前级信号处理功率谱 Abstract: This audio signal analyzer based on the principle of fast Fourier transform, the minimum system consisting of STM32 embedded system as control core, followed by the voltage, program-controlled amplifier, peak detection, such as anti aliasing filter modules. This audio signal analyzer controlled by an embedded system, through the AD conversion, the audio signal sampling, the continuous signal discretization, then through FFT arithmetic, each frequency component and the power index in the audio signal analysis and processing, and then through high resolution display LCD frequency spectrum of the signal and the characteristics of. The system can accurately measure the audio signal frequency range of 50 -10K HZ, its amplitude range is 5 mVpp- 5 V pp ,resolution of 50 Hz.
Adobe-Audition-系列教程(二)：频谱分析仪
Aｄobe Auditｉon系列教程（二)：频谱分析仪 频谱分析仪是研究信号频谱特征的仪器，在电子技术一日千里的今天,是研究、开发、调试维修中的有力武器。现代频谱分析仪都趋向于智能化，虚拟仪器技术广泛应用，有些就是以专用的计算机系统为核心设计的。其结果是结构大大简化、性能飞速提高。当然专业的频谱分析仪就比示波器更加昂贵了,业余爱好者更难用上。不过不必灰心,我们可以充分利用ＡdｏbｅAudition的频谱分析功能,让你拥有精确频谱分析仪的美梦成真!? 1. 频谱显示模式? Ａdoｂe Audition本身有一种“频谱显示”模式。先打开一段波形,或用《妙用Adobe Auｄｉtioｎ:数字存储示波器》一文介绍的方法录制一段波形，即可进行频谱分析。这里我们新建一段２0秒的对数扫频信号(本文大多选用直接建立的波形,以便了解信号原始波形的标准频谱特征），然后选择“Vｉeｗ=>Sｐectral Vieｗ”(视图=＞频谱)，如图1，或点击快捷工具栏的“Togｇle bｅtwｅen Ｓｐectral and Wavｅｆorm vｉews”(切换频谱视图／波形视图）按扭,即可将波形以频谱显示的方式显示出来，如图2。扫频的频谱显示见图３。 图1
图2 图3 可以看到，横轴为时间,纵轴为频率指示。每个时刻对应的波形频谱都被显示出来了，可以看到扫描速度是指数增加的，即将频率轴取对数时扫描速度是线性的。如图中光标处18秒处频谱指示约1１KＨz。实际上频谱指示的颜色是代表频谱能量的高低的,颜色从深蓝到红再到黄，指示谱线电平由低到高的变化。这实际上跟地图的地形鸟瞰显示是比较相似的，看图4频谱复杂变化的声音频谱就更容易理解这点了。 图4
简易频谱分析仪课程设计
东北石油大学课程设计 2014年7月18 日
东北石油大学课程设计任务书 课程通信电子线路课程设计 题目简易频谱分析仪 专业姓名学号 主要内容、基本要求、主要参考资料等 主要内容： 设计一个测量频率范围覆盖为10MHz-30MHz，可根据用户需要设定显示频谱的中心频率和带宽，还可以识别调幅，调频和等幅波信号的简易频谱分析仪。基本要求： （1）频率测量范围为10MHz--30MHz； （2）频率分辨力为10kHz，输入信号电压有效值为20mV±5mV，输入阻抗为50Ω； （3）可设置中心频率和扫频宽度； （4）借助示波器显示被测信号的频谱图，并在示波器上标出间隔为1MHz 的频标。 主要参考资料： [1]谢家奎．电子线路(非线性部分)［M］．北京:高等教育出版社． [2] 张建华．数字电子技术［M］．北京:机械工业出版社． [3] 陈汝全．电子技术常用器件应用手册［M］．北京:机械工业出版社． 完成期限2014.7.14 — 2014.7.18 指导教师 专业负责人 2014年7 月14 日
摘要 系统利用SPCE061A单片机作为主控制器，采用外差原理设计并实现频谱分析仪：利用DDS芯片生成10KHz步进的本机振荡器，AD835做集成混频器，通过开关电容滤波器取出各个频点（相隔10KHz）的值，再配合放大，检波电路收集采样值，经凌阳单片机SPCE061A的处理，最后送示波器显示频谱。测量频率范围覆盖10MHz-30MHz，可根据用户需要设定显示频谱的中心频率和带宽，还可以识别调幅，调频和等幅波信号。 关键词：SPCE061A；DDS；频谱分析仪
基于FFT的音频信号分析仪报告
音频信号分析仪设计实践报告 摘要 系统基于快速傅立叶变换(FFT)算法，以FPGA和NIOS软核为数据处理与控制核心，实现对频率范围在100Hz～10KHz，电压范围（峰-峰值）在1mV～2.5V的音频信号频率成分的分析。系统由音频信号采集、FFT处理、FIFO数据缓存、NIOS软核控制和LABVIEW 上位机显示等模块组成，硬件采用Cyclone III系列FPGA芯片EP3C25F324C8为核心，采用高性能的立体音频Codec芯片TLV320实现音频处理，对输出具有可编程增益调节,然后在Quartus环境下采用FFT IP核完成离散信号的FFT处理，采用DC_FIFO对FFT变换后的数据进行缓存处理，实现与高时钟NIOS核的通讯，在IDE环境下通过C语言编程实现FIFO 和软核CPU的控制，最终在LABVIEW显示音频信号主要频率成分的信息，实现对音频信号的分析和显示。 关键词：音频分析 FFT FPGA NIOS软核 FIFO
目录 音频信号分析仪设计实践报告 (1) 摘要 (1) 一、设计任务及要求 (3) 1）任务 (3) 2）要求 (3) 二、系统设计方案 (3) 2.1 设计方案的选择 (3) 2.2 总体设计思路 (4) 三、模块电路与程序设计 (5) 3.1 TLV320控制电路 (5) 3.2 FFT控制电路 (5) 3.3 FIFO控制电路 (7) 3.4 NIOS软核 (8) 3.5 LABVIEW显示 (8) 3.6 程序说明 (8) 四. 测试方案与测试结果 (9) 4.1 测试方案 (9) 4.2 测试结果 (9) 五．遇到问题及解决办法 (10) 六. 组员分工.................................................................................................. 错误！未定义书签。 七. 总结与感想.............................................................................................. 错误！未定义书签。八．参考文献 (12) 附录 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
Adobe-Audition-系列教程(二)：频谱分析仪
AdoｂｅＡｕditｉon系列教程(二)：频谱分析仪 频谱分析仪是研究信号频谱特征的仪器,在电子技术一日千里的今天,是研究、开发、调试维修中的有力武器。现代频谱分析仪都趋向于智能化,虚拟仪器技术广泛应用，有些就是以专用的计算机系统为核心设计的。其结果是结构大大简化、性能飞速提高。当然专业的频谱分析仪就比示波器更加昂贵了,业余爱好者更难用上。不过不必灰心,我们可以充分利用AdobｅＡｕdiｔiｏn的频谱分析功能,让你拥有精确频谱分析仪的美梦成真! 1. 频谱显示模式 AｄobｅAudition本身有一种“频谱显示”模式。先打开一段波形,或用《妙用Adobe Ａuｄitｉｏn：数字存储示波器》一文介绍的方法录制一段波形，即可进行频谱分析。这里我们新建一段2０秒的对数扫频信号（本文大多选用直接建立的波形，以便了解信号原始波形的标准频谱特征）,然后选择“Viｅｗ=＞Spe ｃtrａl Ｖiew”（视图=＞频谱）,如图1，或点击快捷工具栏的“Ｔｏｇgle ｂetween Sｐeｃｔraｌ and Ｗaveform views”(切换频谱视图/波形视图)按扭，即可将波形以频谱显示的方式显示出来，如图2。扫频的频谱显示见图3。 图1
图２ 图3 可以看到，横轴为时间,纵轴为频率指示。每个时刻对应的波形频谱都被显示出来了,可以看到扫描速度是指数增加的，即将频率轴取对数时扫描速度是线性的。如图中光标处18秒处频谱指示约11KＨz。实际上频谱指示的颜色是代表频谱能量的高低的,颜色从深蓝到红再到黄,指示谱线电平由低到高的变化。这实际上跟地图的地形鸟瞰显示是比较相似的，看图4频谱复杂变化的声音频谱就更容易理解这点了。
音频信号分析仪设计报告
音频信号分析仪设计报告 1．摘要： 设计一个可对音频信号进行分析，并在LCD上显示其频率分量及功率的电路，电路还可对输入的失真信号进行失真度测量。电路主要由扫描滤波网络，检波采集网络，以及失真度测量网络构成。扫描滤波部分主要由MAX264开关电容滤波器电路和基于DDS扫描控制信号产生电路组成，完成对各个频率分量的提取；检波部分主要由有效值转换电路完成对频率分量功率的测量；失真度测量部分可自动跟踪输入信号的基频，通过谐波检测的方法，实现对失真度的测量，并可借助单片机测量其频率。整个测量电路结构简单，可较好完成对音频信号的各项分析。 关键字：MAX264 AD9851 音频功率检测失真度 2．总体方案设计 2．1方案一 动态信号分析法，即对信号进行时域采集，然后进行fourier变换，转换成频域信号。特点是较快，有较高的分辩率和采样速率。但受采样定理限制，无法推广到高频，且对采集网络要求较高，一般的单片机无法完成信号的频域变换算法。 2．2方案二 并行滤波法，通过一组滤波器网络，且每个滤波器都有自己的检波器，其通频带应尽量窄，数目应应该有足够的密度概括整个测量频带。优点是可实时显示和分析各个信号的频率分布及大小，缺点是其频率分量的个数取决于滤波器数目，当测量带宽增大，所需滤波器数目巨大。 2．3方案三 外差法，采用超外差接收机的方式，利用混频器、中频放大器、中频滤波器、检波器等构成频谱分析电路。其优点是工作频率范围宽、选择性好、灵敏度高。但是由于本振是连续可调谐的，被分析的频谱是依次顺序取样，因此扫频外差式不能实时地检测和显示信号的频谱。 2．4方案四 扫描滤波法，其采用中心频率可调的滤波器。被测信号首先加至可调谐窄带滤波器，其中心频率自动反复在信号频率范围内扫描。扫描滤波式频谱分析电路的优点是结构简单，价格低廉。由于没有混频电路，省去了抑制假信号的问题。我们选择这种方案，用DDS控制滤波器中心频率从而实现对不同频率分量的的提取并且利用滤波网络还可以实现失真度测量。（系统框图如下）
音频频谱分析仪设计
信号处理实验 实验八：音频频谱分析仪设计与实现
一、实验名称：音频频谱分析仪设计与实现 二、实验原理： MATLAB是一个数据信息和处理功能十分强大的工程实用软件，其数据采集工具箱为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令。本实验可以用MATLAB进行音频信号频谱分析仪的设计与实现。 1、信号频率、幅值和相位估计 (1)频率(周期)检测 对周期信号来说，可以用时域波形分析来确定信号的周期，也就是计算相邻的两个信号波峰的时间差、或过零点的时间差。这里采用过零点(ti)的时间差T(周期)。频率即为f = 1/T，由于能够求得多个T值(ti有多个)，故采用它们的平均值作为周期的估计值。 (2)幅值检测 在一个周期内，求出信号最大值ymax与最小值ymin的差的一半，即A = (ymax - ymin)/2，同样，也会求出多个A值，但第1个A值对应的ymax和ymin不是在一个周期内搜索得到的，故以除第1个以外的A值的平均作为幅值的估计值。 (3)相位检测 采用过零法，即通过判断与同频零相位信号过零点时刻，计算其时间差，然后换成相应的相位差。φ=2π(1-ti/T)，{x}表示x的小数部分，同样，以φ的平均值作为相位的估计值。 频率、幅值和相位估计的流程如图所示。
其中tin表示第n个过零点，yi为第i个采样点的值，Fs为采样频率。 2、数字信号统计量估计 (1) 峰值P的估计 在样本数据x中找出最大值与最小值，其差值为双峰值，双峰值的一半即为峰值。P=0.5[max(yi)-min(yi)] (2)均值估计 式中，N为样本容量，下同。 (3) 均方值估计
简易频谱分析仪
简易频谱分析仪[ 2005年电子大赛二等奖] 摘要：本设计以凌阳16位单片机SPCE061A为核心控制器件，配合Xilinx Virtex-II FPGA及Xilinx公司提供的硬件DSP高级设计工具System Generator，制作完成本数字式外差频谱分析仪。前端利用高性能A/D对被测信号进行采集，利用FPGA高速、并行的处理特点，在FPGA内部完成数字混频，数字滤波等DSP 算法。 SPCE061A单片机是整个设计的核心控制器件，根据从键盘接受的数据控制整个系统的工作流程，包括控制FPGA工作以及控制双路D/A在模拟示波器屏幕上描绘频谱图。人机接口使用128×64液晶和4×4键盘。本系统运行稳定，功能齐全，人机界面友好。 关键字：SPCE061A 简易频谱分析仪 一、方案论证 频谱分析仪是在频域上观察电信号特征，并在显示仪器上显示当前信号频谱图的仪器。从实现方式上可分为模拟式与数字式两类方案，下面对两种方案进行比较： 方案一：模拟式频谱分析仪 模拟方式的频谱仪以模拟滤波器为基础，通常有并行滤波法、顺序滤波法，可调滤波法、扫描外差法等实现方法，现在广泛应用的模拟频谱分析仪设计方案多为扫描外差法，此方案原理框图如图1.1：
图 1.1 模拟外差式频谱仪原理框图 图中的扫频振荡器是仪器内部的振荡源，当扫频振荡器的频率在一定范围内扫动时，输入信号中的各个频率分量在混频器中产生差频信号 （），依次落入窄带滤波器的通带内（这个通带是固定的），获得中频增益，经检波后加到Y放大器，使亮点在屏幕上的垂直偏移正比于该频率分量的幅值。由于扫描电压在调制振荡器的同时，又驱动X放大器，从而可以在屏幕上显示出被测信号的线状频谱图。这是目前常用模拟外差式频谱仪的基本原理。模拟外差式频谱仪具有高带宽和高频率分辨率等优点，但是模拟器件调试复杂，短期实现有难度，尤其是在对频谱信息的存储和分析上，逊色于新兴的数字化频谱仪方案。 方案二：数字式频谱分析仪 数字式频谱仪通常使用高速A/D采集当前信号，然后送入处理器处理，最后将得到的各频率分量幅度值数据送入显示器显示，其组成框图如图1.2： 图 1.2 数字式频谱仪组成框图
基于MATLAB的频谱分析仪设计
基于MATLAB的信号频谱分析仪的实现 一、概述 信号处理几乎涉及到所有的工程技术领域，而频谱分析又是信号处理中一个非常重要的分析手段。一般的频谱分析都依靠传统频谱分析仪来完成，价格昂贵，体积庞大，不便于工程技术人员的携带。虚拟频谱分析仪改变了原有频谱分析仪的整体设计思路，用软件代替了硬件，使工程技术人员可以用一部笔记本电脑到现场就可轻松完成信号的采集、处理及频谱分析。 在工程领域中，MA TLAB是一种倍受程序开发人员青睐的语言，对于一些需要做大量数据运算处理的复杂应用以及某些复杂的频谱分析算法MA TLAB显得游刃有余。本文将重点介绍虚拟频谱分析仪、MA TLAB软件及对正弦信号的频谱分析。 1.1虚拟频谱分析仪的功能包括： (1) 音频信号信号输入。输入的途径包括从声卡输入、从WAV文件输入、从信号发生器输入； (2) 信号波形分析。包括幅值、频率、周期、相位的估计，并计算统计量的峰值、均值、均方值和方差等信息； (3) 信号频谱分析。频率、周期的估计，图形显示幅值谱、相位谱和功率谱等信息的曲线。 2.1MA TLAB软件
二、实验原理 2.1快速傅立叶变换（FFT） 在各种信号序列中，有限长序列占重要地位。对有限长序列可以利用离散傅立叶变换(DFT)进行分析。DFT不但可以很好的反映序列的频谱特性，而且易于用快速算法(FFT)在计算机上进行分析。 有限长序列的DFT是其z变换在单位圆上的等距离采样，或者说是序列傅立叶的等距离采样，因此可以用于序列的谱分析。FFT是DFT 的一种快速算法，它是对变换式进行一次次分解，使其成为若干小数据点的组合，从而减少运算量。 MATLAB为计算数据的离散快速傅立叶变换，提供了一系列丰富的数学函数，主要有Fft、Ifft、Fft2 、Ifft2, Fftn、ifftn和Fftshift、Ifftshift等。当所处理的数据的长度为2的幂次时，采用基-2算法进行计算，计算速度会显著增加。所以，要尽可能使所要处理的数据长度为2的幂次或者用添零的方式来添补数据使之成为2的幂次。 Fft函数调用方式：○1Y=fft(X)； ○2Y＝fft(X,N)； ○3Y＝fft(X,[],dim)或Y＝fft(X,N,dim)。 函数Ifft的参数应用与函数Fft完全相同。 2.2周期图法功率谱分析原理 周期图法是把随机数列x（n）的N个观测数据视为能量有限的序列，直接计算x（n）的傅立叶变换，得X(k)，然后再取幅值的平
数字频谱分析仪设计论文
本科生毕业论设计 论文题目：数字频谱分析仪 姓名： 学号： 班级： 年级： 专业： 学院：机械与电子工程学院 指导教师： 完成时间：
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
基于FPGA的音频信号分析仪2
基于FPGA的音频信号分析仪 摘要：本系统基于Altera Cyclone II 系列FPGA嵌入高性能的嵌入式IP核(Nios)处理器软核，代替传统DSP芯片或高性能单片机，实现了基于FFT的音频信号分析。并在频域对信号的总功率，各频率分量功率，信号周期性以及失真度进行了计算。并在FPGA中嵌入了8阶IIR切比雪夫（Chebyshev）II型数字低通滤波器，代替传统有源模拟滤波器实现了性能优异的音频滤波。配合12位A/D转换芯片AD1674，和前端自动增益放大电路，使在50mV到5V的测量范围下，单一频率功率及总功率测量误差均控制在1%以内。 关键词：FPGA；IP核；FFT；IIR；可控增益放大 Abstract: This system is based on IP core(Nios)soft-core processors embedded in the FPGA of Altera Cyclone II family. Instead of using DSP or microcontroller, we use Nios II to perform a low-cost FFT-based analysis of the audio signal.And we caculated the power of the whole signal,the power of each frequence point that componented the signal.By the way,we anlysised its periodicity and distortion.We also embedded an 8-order Chebyshev II IIR digital low-pass filter to replace the traditional analog Active Filter to perform an excellent audio filter. With 12bit A / D converter chip AD1674, and the front-end automatic gain amplifier, this system’s single-frequency power and total power measurement error is below 1% in 50mV to 5V measurement range. Keyword: FPGA；IP core; FFT;IIR; a utomatic gain amplifier 一、方案选择与论证 1、整体方案选择 音频分析仪可分为模拟式与数字式两大类。 方案一：以模拟滤波器为基础的模拟式频谱分析仪。有并行滤波法、扫描滤波法、小外差法等。因为受到模拟滤波器滤性能的限制，此种方法对我们来说实现起来非常困难。 方案二：以FFT为基础的的数字式频谱分析仪。通过信号的频谱图可以很方便的得到输入信号的各种信息，如功率谱、频率分量以及周期性等。外围电路少，实现方便，精度高。 所以我们选用方案二作为本音频分析仪的实现方式。 2、FFT计算方式选择 方案一：使用VHDL 硬件实现。FFT的VHDL程序编写难度大，短时内不易实现。 方案二：在FPGA中嵌入Nios II处理器，通过软件实现。Nios II 支持C语言编程方式，普通的C语言版的FFT稍加改正即可应用到本方案中。 四天之内我们不可能实现一个用硬件实现的FFT算法，因此我们选用方案二。 3、采样电路与A/D芯片选择 本设计中要求分析的信号峰峰值范围为100mVp-p～5Vp-p，用8位A/D进行采样，不能满足题目的精度要求，采用12位的A/D芯片AD1674，其分辨率可达到1.2mV（相对于5Vp-p信号），满足了题目要求的5%误差范围。同时其100K的采样频率也满足本设计中的频率要求。
AP音频分析仪使用简易图解
A P X测试简易手册 信号路径的设置 蓝牙播放器测试 1.在信号源路径中选择bluetooth. 2.点击settings 进行配对连接。 3.选择 A2DP Source HSP 4.点击Scan for devices 搜索被测产品 5.点击 pair 进行配对 6.连接 A2DP 协议 7.开始测试相关测试项目 蓝牙主机 (Audio Gateway)的测试 1.Input Configuraton 路径设置为 bluetooth 2.点击settings 进行配对连接。 3.选择 A2DP link ( Hand-free 或者headset) 4.点击Scan for devices 搜索被测产品 5.点击 pair 进行配对 6.连接 A2DP 协议
7.开始测试相关测试项目 功放测试 1.根据实际接线，设置信号源的输出信号方式 2.根据实际接线，设置分析仪的输入信号方式 DVD、CD的测试 1.信号源设为none 2.分析仪接口设置与实际接线方式一致。 选择测试项目根据测试需求增加项目 电平测试 1.设置信号源输出波形 2.设置信号源大小 3.设置信号源频率 4.打开信号源开关 5.读取测量值 失真测试1设置信号源输出波形，
2设置信号源大小 3设置信号源频率 4打开信号源开关 5按需求设置滤波器 6读取测量值 信噪比测试1设置信号源输出波形 2设置信号源大小 3设置信号源频率 4打开信号源开关 5按需求设置滤波器 6读取测量值 频率扫描测试 1.设置信号源波形 2.设置信号源大小 3.设置信号源开始频率，结束频率，扫描点数 4.设置滤波器
基于单片机的多功能音乐频谱仪的设计与实现
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6d11288535.html, 基于单片机的多功能音乐频谱仪的设计与实现 作者：陈兰江朋友闪静洁 来源：《科技视界》2018年第07期 【摘要】本文设计了一种多功能曲面音乐频谱仪，包括音乐输入模块、蓝牙接收模块、 环境温度检测模块、LED显示模块；还包括快速傅里叶算法模块和A/D转换模块。本系统以STC12C5A60S2单片机为核心，通过蓝牙无线接收模块进行采集，将采集到的音频信号经A/D 转换模块转为数字信号后，再经过滤波处理和快速傅里叶变换得到信号的频谱，通过LED矩阵频谱显示器显示出来。为了增强系统实用性，增加了环境温度监测、呼吸灯显示和时钟功能。 【关键词】STC12C5A60S2；A/D转换；LED；快速傅里叶变换 中图分类号： TN912.3；TP368.12 文献标识码： A 文章编号：2095-2457（2018）07-0045-002 Design and Implementation of Multifunctional Music Spectrum Analyzer Based on Single Chip Microcomputer CHEN Lan1 JIANG Peng-you1 SHAN Jing-jie2 （Anhui Xinhua University，Hefei，Anhui 230000，China） 【Abstract】This article designed a multi-functional surface music spectrum analyzer，including music input module， Bluetooth receiver module， ambient temperature detection module， LED display module； also includes fast Fourier algorithm module and A/D conversion module. This system takes the STC12C5A60S2 microcontroller as its core and collects it through the Bluetooth wireless receiver module. After the collected audio signal is converted into a digital signal by the A/D converter module， the frequency spectrum of the signal is obtained through filtering and fast Fourier transform. The LED matrix spectrum display is displayed. In order to enhance system availability， environmental temperature monitoring， breathing lamp display， and clock functions have been added. 【Key words】STC12C5A60S2； A/D conversion； LED； Fast Fourier Transform 0 引言