音频频谱分析仪设计及实现

实验八 音频频谱分析仪设计与实现实验原理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和指令。本实验基于声卡与MATLAB实现音

.. -. 实验八 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和指令。 本实验基于声卡与MATLAB实现音频信号频谱分析仪。 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，也就是计算相邻两个信号 波峰的时间差或过零点的时间差。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，故采用他们的平均值作为周期的估计值。 2、峰值检测 在一个周期，求出信号最大值与最小值的差得一半记为A，同样得到多个A 值，但第一个A值对应的和不是在一个周期搜索得到的，故以除第一个以外的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。，同样以的平均值作为相位的估计值。 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，其差为双峰值，双峰值的一半即为峰值。 〔2〕均值估计 ，N为样本容量。 〔3〕均方值估计 〔4〕方差估计 5、频谱分析原理 时域分析只能反映信号的幅值随时间的变化情况，除但频率分量的简单波形外，很难 明确提示信号的频率组成和各频率分量大小，而频谱分析能很好的解决此问题。 〔1〕DFT与FFT 对于给定的时域信号y，可以通过Fourier变换得到频域信息Y。Y可按下式计算 式中，N为样本容量，Δt =1/Fs为采样间隔。 采样信号的频谱是一个连续的频谱，不可能计算出所有的点的值，故采用离散Fourier变换 (DFT)，即 .. . 文档