使用LabVIEW簡(jiǎn)化音頻測量

　　聲音強度測量

　　最常見(jiàn)的音頻測量可能是聲音強度。聲音強度定義為聲壓的動(dòng)態(tài)變化。通常測量參照人類(lèi)可以產(chǎn)生 聽(tīng)覺(jué)的臨界值(通常為20µP)進(jìn)行度量，并且按照對數強度比例用分貝進(jìn)行表示。在進(jìn)行聲音強度測量時(shí)，您通常使用加權濾波和平均。SVT能夠方便地進(jìn)行 多種聲音強度測量。在圖12中，我們給出了計算基于采集數據的不同聲音壓力。還可以進(jìn)行重復測量，計算反響次數或是一定時(shí)間內的等效噪聲強度。

　　圖10：使用SVT從采集數據計算多個(gè)聲音強度測量。

　　音階分析

　　分數音階分析是分析音頻與聲學(xué)信號中廣泛使用的技術(shù)，因為這種分析展示了類(lèi)比于人耳響應的特性。這個(gè)過(guò)程包括通過(guò)帶通濾波器發(fā)送時(shí)域信號，計算信號 的均方值以及在方塊圖上顯示這些數值。ANSI與國際電工委員會(huì )(IEC)標準定義了音階分析儀的規范。帶通濾波器特性與圖表通過(guò)所需的頻率帶和所需的音 階分數定義。NI DSA板卡以及SVT能夠創(chuàng )建與國際標準完全兼容的分數音階分析儀。SVT包含符合ANSI和IEC標準的VI，它們可以進(jìn)行全音階直至1/24音階分 析。圖11展示了使用SVT進(jìn)行三分之一音階分析。

　　圖11：基于A(yíng)NSI標準完成1/3音階分析。

　　頻帶功率

　　頻率測量常用于音頻應用中。SVT包含用于頻率分析的強大工具。我們有用于基帶FFT、基帶子集分析與zoom FFT的工具，它們能夠獲取功率譜、功率譜密度等等。SVT Power in band.vi是頻率譜分析VI之一。它計算指定頻率范圍內的總功率。如圖12所示，您可以從功率譜、功率譜密度、幅值譜或連續輸出功率譜中獲得頻帶功 率。結果根據輸入單位，用適當的單位進(jìn)行表示。

　　圖12：找出指定頻帶中的功率。

　　頻率響應

　　進(jìn)行頻率響應分析的目的通常是得到被測系統頻率響應函數(FRF)的特征。FRF表示在頻域中輸出對輸入的比例。FRF曲線(xiàn)是音頻設備中的典型規 范。有多種方法可以得到FRF，雙通道頻率分析可能是其中最快的方法。交叉頻譜方法根據兩個(gè)輸入生成頻率曲線(xiàn)，它們通常是被測單元(UUT)的激勵和響 應。

　　頻率響應分析需要的常見(jiàn)配置要求使用UUT的寬帶激勵(通常是噪聲信號或多音高信號)。然后同時(shí)采集UUT的激勵和響應。完成雙通道頻率分析可以獲 得UUT的頻率響應和相位響應以及信號連續性。為了改進(jìn)FRF測量，您可以對響應取平均值，通過(guò)對FRF取平均值，您可以獲得更為精確的響應曲線(xiàn)。這個(gè)方 法的優(yōu)點(diǎn)是能夠克服噪聲、失真和非相關(guān)效應。它唯一的局限性是頻率信噪比可能比掃頻測量低。圖13展示了基于SVT從采集到的激勵與響應中獲得波特圖的 VI。

　　圖13：使用跨頻譜方法獲得頻率響應函數。

　　結論

　　這里討論的測量只是LabVIEW用于音頻測量的簡(jiǎn)介。將硬件與軟件整合在一起完成整個(gè)測量過(guò)程，包括采集數據、分析與顯示。LabVIEW的強大功能和靈活性可以擴展系統，生成多個(gè)測量結果、自動(dòng)化測試、生成報告，從而可以提高性能并且降低總成本。