数据的采集与音频信号的频谱分析 课程设计

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1、.中北大学课程设计说明书学生姓名：谢航飞学号：1305014126学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程题目：信息处理信息实践：数据的采集与音频信号的频谱分析指导教师：王玉职称：副教授2016年1月22日...中北大学课程设计任务书15/16学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程学生姓名：关炜学号：1305014102学生姓名：谢航飞学号：1305014126学生姓名：李庆学号：1305014140课程设计题目：信息处理信息实践：数据的采集与音频信号的频谱分析起迄日期：2016年1月4日～2016年1月22日课程设计地点：学院楼

2、201实验室指导教师：王玉负责人：王浩全...下达任务书日期：2016年1月4日...课程设计任务书1．设计目的：（1）掌握USB总线或PCI总线的基本结构，了解基于USB总线或PCI总线A/D卡的通用结构；（2）掌握数据采集卡采集数据的过程和原理；（3）了解MATLAB的信号处理技术；（4）掌握MATLAB实现音频信号的读取、保存、拼接与频谱分析。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：（1）查阅相关资料，撰写关于基于USB总线或PCI总线A/D卡的报告；（2）采用A/D卡采集信号发生器产生的信号；（3）采用MATLAB读

3、取两个以上音频信号，截取各信号中的一段进行拼接，并进行频谱分析，并讨论不同的采样频率对频谱的影响；（4）保存拼接后的音频信号，并进行播放证实存储的正确性，同时对拼接后的信号进行频谱分析，并与原有信号的频谱作对比；（5）要求3位同学完成。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：（1）要求设计组的每个成员都要了解设计的要求和思路；（2）MATLAB数据处理部分要求有正确的运行结果及结果分析；（3）数据处理部分要求每位同学有自己的理解；（4）每位同学针对上述内容撰写设计说明书（每人1份）。...课程设计任务书4

4、．主要参考文献：1黄顺吉.数字信号处理及其应用.北京：国防工业出版社，1982 2陈怀琛.MATLAB及在电子信息课程中的应用[M].北京：电子工业出版社.2008，1 3赵知劲，刘顺蓝.数字信号处理实验.杭州：浙江大学出版社，2007 4程佩青.数字信号处理教程.北京：清华大学出版社，2007 5徐明远，刘增力.MATLAB仿真在信号处理中的应用.西安：西安电子科技大学出版社，20076丛玉良，王宏志.数字信号处理原理及其MATLAB实现(第2版).北京：电子工业出版社，2009 5．设计成果形式及要求：课程设计说明书程序运行结果6．工作计划及进

5、度：2016年1月4日~1月6日：查资料，了解基于USB总线或PCI总线A/D卡的通用结构以及A/D采集卡的应用；1月7日~1月20日：在老师指导下完成课程设计内容；1月20日~1月22日：撰写课程设计说明书、答辩。负责人审查意见：签字：年月日...目录一、A/D卡设计11.1基于USB总线的A/D卡11.2基于PCI总线的A/D卡21.2.1PCI的含义21.2.2PCI总线的基本结构31.2.3PCI的总线接口的含义51.2.4PCI控制功能的实现61.2.5基于PCI的A/D卡的工作原理7二、设计方案简介8三、语音信号的采集 83.1录音系统

6、流程9四、语音信号的分析 94.1语音信号时域分析 94.2语音信号频域分析10五、程序设计及仿真图10六、语音信号的读取、拼接、保存与频谱分析116.1设计条件及主要参数表126.2设计主要参数计算126.2.2采样频率对语音频谱的影响22七、心得体会25八、参考文献25...一、A/D卡设计1.1基于USB总线的A/D卡1.USB总线介绍USB总线为通用串行总线，USB接口位于PS/2接口和串并口之间，允许外设在开机状态下热插拔，最多可串接下来127个外设，传输速率可达480Mb/S，P它可以向低压设备提供5伏电源，同时可以减少PC机I/O接口

7、数量。USB是基于通用连接技术，实现外设的简单快速连接，达到方便用户、降低成本、扩展PC连接外设范围的目的。数据采集就是把来自各种传感器的信号数据实时地、准确地测量或汇集起来，用计算机进行实时处理或记录存储，实时完成测试和控制功能。数据采集系统结构通过微机的标准接口连接各种功能模块、仪器仪表和传感器，组成测量系统。2．USB接口电路设计图1.1USB接口电路图R3是上拉电阻器，它可使USB口的D+端上拉到DS2490S的VB端，表示USB主机系统是高速设备，同时这个上拉电阻器告诉主机有USB设备插入。该上拉电阻器的设置对适配器的影响很大，它的负载值

8、和1-Wire网络的总长决定1-Wire总线电压上升到5V的速度。经过实验测试选择R3的阻值为27Ω±lO%。R1、R2为