大学毕业设计---音频信号分析仪.doc

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1、音频信号分析仪指导老师：邓晶年纪专业：11信息工程成员：刘丽梅（1128401039）东飞（1128401014）罗兰（1128401128）日期：2014年6月22/22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CPUSTM32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

2、信号频率范围为50Hz-10KHz，其幅度范围为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:ThisaudiosignalanalyzerbasedontheprincipleoffastFouriertransform,theminimumsystemconsistingofSTM32embeddedsystemascontrolcore,followedbythevoltage,program-controlledamplifier,peakdetection,suchasantiali

3、asingfiltermodules.Thisaudiosignalanalyzercontrolledbyanembeddedsystem,throughtheADconversion,theaudiosignalsampling,thecontinuoussignaldiscretization,thenthroughFFTarithmetic,eachfrequencycomponentandthepowerindexintheaudiosignalanalysisandprocessing,andthenthroughhighresolu

4、tiondisplayLCDfrequencyspectrumofthesignalandthecharacteristicsof.Thesystemcanaccuratelymeasuretheaudiosignalfrequencyrangeof50-10KHZ,itsamplituderangeis5mVpp-5Vpp,resolutionof50Hz.22/22目录摘要2目录3引言41系统方案比较与选择31.1主控芯片的选择31．2采样方法比较与选择41．3信号功率的计算41.4系统总体方案42硬件设计52．1程控放大电路设计52．2峰值

5、检测电路设计62．3总硬件电路73软件调试94．1软件总体流程图设计94．2程控放大程序设计104．3FFT程序114.4功率计算114.5周期计算124系统调试125．1总硬件焊接图125．2电压跟随电路75.3程控放大电路85.4峰值检测电路85.5电压抬升电路185．6液晶屏显示图135．7测试结果145总结15参考文献15附录1：元器件明细表和仪器设备清单15附录2：FFT程序15附录3：周期计算程序17附录4：主程序1822/22引言早期专业的音频分析仪种类很少，在做音频测量时一般是利用万用电表、频率计、示波器及频谱仪等组合成一套音频测

6、试系统。这种测试系统中间环节多，各环节之间接口匹配较为困难，使用起来比较麻烦，测量结果往往也不精确。 近年来出现的音频分析仪器也与仪器的主流发展趋势一致，朝着高度集成化、智能化的方向发展，这些仪器集成了复杂音频信号发生装置、功率放大装置等，具备了一些初步的图形化分析功能，使用户很容易组建音频测量系统。 美国Audio Precision公司是一家全球最大的音频测试仪器制造商；创立于1984年，其音频测试仪器System Two/ AP2700系列是目前音频测试业界的标准测试仪器，为Dobly, DTS，等多家研究机构采用，是miscrosoft 

7、DTM认证的指定仪器。 RS公司的“精灵系列”音频分析仪UP300&UP350也是这类仪器的典型代表，可测量双向信道串扰，可产生双音信号，用于调制失真分析和差频失真测量，且测量范围宽，精度较，UP350还可分析数字音频信号，采样率高达192KHz，可用于数字音频设备测量和模拟/数字混合接口的相关应用。音频信号分析仪利用频谱分析原理来分析被测信号的频率、频谱及波形。常用的频谱分析方法有：扫频法、数字滤波法、FFT法。这里提出一种基于FFT方法的音频信号分析仪设计方案，通过快速傅里叶变换（FFT）把被测的音频信号由时域信号转换为频域信号，将其分解成分

8、立的频率分量，在此基础上对其进行各种分析，达到与传统频谱分析仪同样效果。该系统设计可应用于音频制作、信号分析等领域，具有一定的科学价值和