基于MSP430F1611單片機(jī)的音頻信號(hào)分析
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2．2 前端放大器的設(shè)計(jì)
由于輸入音頻信號(hào)的幅度可能會(huì)較大，我們假設(shè)外界給予的信號(hào)能達(dá)到10 V峰峰值，而MSP430F1611單片機(jī)片內(nèi)AD采集信號(hào)范圍為0～2．51 V，故需將信號(hào)進(jìn)行壓縮。經(jīng)綜合考慮，本系統(tǒng)分為4檔，并保證每檔都有重疊的部分。100 mV以下通過(guò)低失調(diào)運(yùn)放op07放大27．6 dB(24倍)，90 mV～2．5V范圍內(nèi)直通，而在2～5 V范圍內(nèi)通過(guò)電阻分壓衰減6．02 dB(2倍)。同樣在4～10 V范圍內(nèi)衰減12．04 dB(4倍)，然后通過(guò)輸入設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)選檔，控制每路繼電器的通斷，選擇到最適合的檔位，再將此信號(hào)經(jīng)過(guò)電平搬移電路后緩沖輸入單片機(jī)采樣進(jìn)行FFT計(jì)算。本模塊在級(jí)聯(lián)時(shí)注重了對(duì)前后級(jí)的隔離，加入了緩沖級(jí)，使測(cè)量信號(hào)幅度的誤差減小，如圖3所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/172826.htm
2．3 音頻信號(hào)周期性的判斷及周期測(cè)量
本系統(tǒng)通過(guò)設(shè)定功率門(mén)限值，能有效地判斷所送入的信號(hào)是否具有周期性，并計(jì)算出周期信號(hào)的周期值。對(duì)于一般的周期信號(hào)f(t)，將f(t)展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)得：
將式(1)兩邊取傅里葉變換得：
可看出一般的周期信號(hào)是由一系列的沖激函數(shù)組成的離散頻譜，且沖激發(fā)生在信號(hào)的諧波頻率處(0，±w1，±2w2...)，而非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)的，所以信號(hào)頻譜分布較分散，在頻譜上不可能有大的階躍，這樣可通過(guò)設(shè)定一功率門(mén)限值，如果有大于此門(mén)限值的頻譜存在就是周期信號(hào)，反之則不是，當(dāng)判斷信號(hào)為周期信號(hào)時(shí)，將信號(hào)送入比較器，產(chǎn)生的脈沖信號(hào)送入單片機(jī)計(jì)數(shù)從而判斷其周期。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，選擇一個(gè)較好的門(mén)限值，這樣就能判斷很大部分的信號(hào)(如三角波、鋸齒波、正弦波)是否具有周期性，從而準(zhǔn)確計(jì)算出信號(hào)的周期。
2．4 音頻信號(hào)失真度的測(cè)量
對(duì)于正弦信號(hào)來(lái)說(shuō)，基波頻譜的功率值總是最大的，可通過(guò)此方法來(lái)判斷基波的頻譜，從而得到基波的功率。正弦信號(hào)的失真度定義為信號(hào)中全部諧波分量的能量與基波能量之比的平方根值，設(shè)正弦信號(hào)的基波功率為P1，信號(hào)的總功率為P，則正弦信號(hào)的失真度為
通過(guò)所分析出來(lái)的各頻譜功率即可計(jì)算出正弦信號(hào)的失真度。
評(píng)論