您的位置 首页 技术

根据Microchip的音频信号分析仪的规划

目前,大多数音频信号处理仪不但体积大而且价格贵,在一些特殊方面难以普及使用,而嵌入式系统分析仪具有小巧可靠的特点,所以开发基于

  现在,大多数音频信号处理仪不光体积大并且价格贵,在一些特别方面难以遍及运用,而嵌入式体系剖析仪具有细巧牢靠的特色,所以开发根据特别功用单片机的音频剖析仪器是语音辨认的根底,具有很好的现实意义。信号剖析原理是将信号从时刻域转化成频率域,使原始信号中不显着特性变得显着,便于剖析处理。关于音频信号来说,其主要特征参数为起伏谱、功率谱。该音频信号剖析仪的作业进程为:对音频信号限幅扩大、模数转化、快速傅里叶改换(FFT,时域到频域的转化)、特征值提取;从到音频信号的起伏谱,从而得到音频信号的功率谱。

  1 硬件规划

  “智能家居”(SmartHome)也称智能住所。家居网络智能操控体系便是运用先进的核算机技能、通讯技能和嵌入式技能,将家中的各种设备通过家庭网络连接成体系。整个智能家居体系的构成如图1所示。在该体系中,关于某些家用电器设备的监测与操控需求进行音频信号的剖析。

  本规划选用Microchip公司的DSPIC30F6014A单片机为中心处理器,该芯片是MCU技能与DSP技能的结合,既包含了16位MCU的操控功用,又交融了DSP的高速运算技能,实践上便是数字微处理器、可方便地完结音频信号剖析的各种功用。音频体系框图如图2所示,包含电源模块、预制电路、A/D转化模块、DSP模块、LCD显现模块等几个部分。各模块以及接口的详细规划和完结功用如下:

  (1)电源模块:选用直流三端稳压电源规划,220 V交流电经降压、整流、滤波和稳压后,转化成体系需求的±5 V、±12 V电源电压。

  (2)预制电路:为确保输入频宽在音频规模,前端直流偏置电路选用OP07扩大器,榜首级的加法器将输入信号与2.5 V电压值相加,第二级的反相器将信号转移到A/D转化能处理的0~5 V规模。因输入端50 Ω电阻的接地,故体系输入阻抗近似为50 Ω。

  (3)A/D转化模块:因为音频信号的输入只要一路,所以在12位可装备的A/D模块的16个模仿输入引脚中只用到AN6,初始化时,将该引脚装备为模仿输入引脚,一起,因为处理后的音频信号电压为0~5 V,将A/D模块的参阅电压设置为0 V,5 V。转化输出速率高达200 KSPS。

  (4)DSP模块:该数字微处理器是改进的哈佛结构规划,可实时剖析,具有很高的分辨率。通过Microchip公司的MPLAB C30 C编译器调用DSP模块,该编译器中供给49个DSP处理函数,能够完结悉数的数字信号处理。

  (5)LCD显现模块:用于直观显现频谱波形。

  (6)ICD2调试接口:选用Microchip公司的ICD2在线调试器,为此预留了%&&&&&%D2调试接口。

  (7)RC振动器:此单片机可作业在外部时钟输入、外部RC输入、内部快速RC振动器、内部低功耗(RC)振动器四种形式,以及在低功耗时运用的后分频器。本规划选用内部快速RC振动器,它能供给7.37 MHz的时钟,因为要完结对音频信号实时处理,所以没有用到后分频器。

  2 软件规划

  音频体系主循环如图3所示。

  (1)通过采样、A/D转化完结后,铲除A/D使能标志,得到离散化的数字信号。

  (2)调用周期断定函数,完结对信号周期性的剖析。

  (3)调用FFT改换函数,对离散信号的快速傅里叶改换,完结时域到频域的改换。

  (4)显现输入信号的频谱。

  (5)核算信号的功率谱及核算最大功率。

  (6)显现信号的功率谱及最大功率。

  2.1 A/D采样

  理论剖析:因12位的A/D模块,故量化单位为1/212,因频率分辨率△f=100 Hz、FFT的子样本点数N=512,故采样频率fs=51 200 Hz(fs≤N△f)、采样周期Ts=1/51 200 s(采样周期一采样时刻+转化时刻)。因振动频率为7.37 MHz,故指令周期TCY=(1/7.37)×4=O.5μs。

  实践操控:转化时刻为14个TAD(为正确A/D转化,TAD=333.33 ns)。所以,装备A/D主动采样时刻为6个TAD,A/D转化时钟为16TCY,则A/D转化总时刻为0.092 ms,采样频率为10.87 kHz。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/xinpin/jishu/209498.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部