基于DSPIC30F6014A單片機的智能家居音頻信號分析儀的設計
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2．2 周期判定
音頻信號的頻率分量不但多，而且不具周期性。測量周期可以在時(shí)域也可以在頻域，但是由于頻域測量周期性時(shí)要求某些頻率點(diǎn)具有由規律的零點(diǎn)或接近零點(diǎn)出現，所以對于較為復雜的、頻率分量較多且功率分布較均勻且低的信號就無(wú)法正確地分析其周期性。因此，對于信號的周期性判定，應該在對信號進(jìn)行FFT變換之前，直接調用周期判斷函數。周期性判定子程序流程圖如圖5所示。
2．3 FFT變換
由于直接傅里葉變換的計算量與子樣本點(diǎn)數N的平方成正比，在N較大時(shí)，計算量太大，不適合在資源有限的嵌入式系統中實(shí)現。所以最常用基2 FFT算法，其主要思想是將N點(diǎn)直接傅里葉變換分解成多個(gè)較短的直接傅里葉變換，再利用旋轉因子的周期性、對稱(chēng)性，在很大程度上節省了系統資源。
MPLAB C30 C編譯器內部提供了幾乎全部的數字信號處理軟件工具，通過(guò)
DSPIC30F系列微處理器，只需調用Microchip公司提供的庫函數，即可方便的實(shí)現數字信號處理。對于基2 FFT變換來(lái)說(shuō)，其軟件流程圖如圖6所示。
2．4 特征值提取
對頻域分析起決定作用的量包括采樣頻率、采樣點(diǎn)數。通過(guò)FFT變換，得到離散化的幅度譜X(k)，先將離散化的幅度值平方，再除于子樣本點(diǎn)數N，就可得到該頻率點(diǎn)對應的功率值(功率=X(k)*X(k)／N)。
3 結 語(yǔ)
系統的主要性能指標為：輸入阻抗50 Ω；輸入信號電壓范圍(峰-峰值)100 mV～5 V；輸入信號包含的頻率成分范圍為200 Hz～10 kHz；頻率分辨力為100Hz(可正確測量被測信號中，頻差不小于100 Hz的頻率分量的功率值)；輸入信號的總功率和各頻率分量的功率，檢測出的各頻率分量的功率之和不小于總功率值的95％；各頻率分量功率測量的相對誤差的絕對值小于10％，總功率測量的相對誤差的絕對值小于5％；以5 s周期刷新分析數據，信號各頻率分量應按功率大小依次存儲并可回放顯示，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示信號總功率和至少前兩個(gè)頻率分量的頻率值和功率值，并設暫停鍵保持顯示的數據?；?/span>DSP單片機技術(shù)的音頻信號分析具有性能穩定、電路簡(jiǎn)單、速度快、成本低、體積小的特點(diǎn)，適用于需要音頻信號分析的嵌入式系統中，可以在更多領(lǐng)域進(jìn)一步推廣和應用，如環(huán)境監測、語(yǔ)音識別、智能系統的控制等。
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