基于通用计算机的音频信号分析仪设计
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【摘 要】本文以通用计算机的为核心的音频信号分析仪设计，设计组成包括被测对象、传感器、信号调理、数据采集、虚拟仪器软件和计算机软件系统平台被测信号首先经传感器转化为电信号，然后由信号调理器进行去噪、滤波及前级放大等预处理，然后通过集成芯片进行音频信号的采集和模数转换并将数据通过单片机以串行通信的方式上传到PC机，经具有强大科学计算能力的软件LABVU分析处理，将分析结果传到单片机并通过液晶和打印机进行输出，成功实现了对音频信号的频谱分析、功率分析和正弦信号失真度的测量。
【关键词】信号采集；频谱分析；虚拟仪器；正弦信号失真度
1.系统方案选择与论证
1.1总体设计方案
本设计以计算机为中心的音频信号分析仪，采集的信号在几十赫兹到十千赫兹范围内，笔者利用现有技术与设备以及考虑较高性价比，采用转换速度几十微秒的AD转换芯片和通用计算机构成，原理如图1所示。
本分析仪以LPC938单片机为核心，声音模拟信号通过LM358进行信号放大，利用LPC938自带的A/D转换功能实现模拟数字信号的转换，由单片机通过串行口通信的方式将数字音频信号传给PC机，通过PC机显示音频信号并分析结果。利用LabVIEW强大的科学计算能力，对采集到的信号进行了自相关和互相关分析，并对确知信号和随机信号进行了频谱分析和功率谱分析，实现了音频信号分析仪的设计。并将分析结果下传51单片机，由液晶显示、打印机打印。
P89LPC938是一款单片封装的微控制器，适合于要求高集成度、低成本的场合，可以满足多方面的性能要求。它采用了高性能的处理器结构，指令执行时间只需2--4个时钟周期，6倍于标准80C51器件。8KB可擦除FLASH程序存储器，具有1KB扇区和64字节页。256字节RAM数据存储器和一个512字节附加片内RAM，以及512字节片内用户数据EEPROM存储区。并包含8输入多路10位A/D转换器，转换精度高，运算速度快，另外P89LPC938还自带10位8路输入的逐次逼近式A/D转换器，8个结果寄存器，6种工作模式，3种转换启动模式，在9MHZ的A/D时钟下，4US的转换时间，非常适合本设计需求。
本设计比较注重实用性，在运放中采用单电源供电的双运算放大器LM358。LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频...
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