基于MSP430F1611單片機的音頻信號分析
加入技術(shù)交流群
2．2 前端放大器的設計
由于輸入音頻信號的幅度可能會(huì )較大，我們假設外界給予的信號能達到10 V峰峰值，而MSP430F1611單片機片內AD采集信號范圍為0～2．51 V，故需將信號進(jìn)行壓縮。經(jīng)綜合考慮，本系統分為4檔，并保證每檔都有重疊的部分。100 mV以下通過(guò)低失調運放op07放大27．6 dB(24倍)，90 mV～2．5V范圍內直通，而在2～5 V范圍內通過(guò)電阻分壓衰減6．02 dB(2倍)。同樣在4～10 V范圍內衰減12．04 dB(4倍)，然后通過(guò)輸入設備進(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，再將此信號經(jīng)過(guò)電平搬移電路后緩沖輸入單片機采樣進(jìn)行FFT計算。本模塊在級聯(lián)時(shí)注重了對前后級的隔離，加入了緩沖級，使測量信號幅度的誤差減小，如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/172826.htm
2．3 音頻信號周期性的判斷及周期測量
本系統通過(guò)設定功率門(mén)限值，能有效地判斷所送入的信號是否具有周期性，并計算出周期信號的周期值。對于一般的周期信號f(t)，將f(t)展開(kāi)成傅里葉級數得：
將式(1)兩邊取傅里葉變換得：
可看出一般的周期信號是由一系列的沖激函數組成的離散頻譜，且沖激發(fā)生在信號的諧波頻率處(0，±w1，±2w2...)，而非周期信號的頻譜是連續的，所以信號頻譜分布較分散，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，反之則不是，當判斷信號為周期信號時(shí)，將信號送入比較器，產(chǎn)生的脈沖信號送入單片機計數從而判斷其周期。經(jīng)過(guò)多次試驗，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(如三角波、鋸齒波、正弦波)是否具有周期性，從而準確計算出信號的周期。
2．4 音頻信號失真度的測量
對于正弦信號來(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。正弦信號的失真度定義為信號中全部諧波分量的能量與基波能量之比的平方根值，設正弦信號的基波功率為P1，信號的總功率為P，則正弦信號的失真度為
通過(guò)所分析出來(lái)的各頻譜功率即可計算出正弦信號的失真度。
評論