全国大学生电子设计竞赛论文——山东赛区 编号：A甲2313 题目：音频信号分析仪 学生姓名：张 明 李龙传 太荣兵 学校专业：山东建筑大学机械工程及自动化 指导教师：张 涵 沈孝芹 张 超 音频信号分析仪 摘要：根据竞赛题目要求和现有条件的条件，本作品完成了以通用计算机的为核心的音频信号分析仪。本仪器系统组成为：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，将分析结果下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；功率分析；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 本作品是以计算机为中心的音频信号分析仪，根据题目设计要求，采集的信号在几十赫兹到十千赫兹范围内，我们尽量利用现有技术与设备，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。 本音频信号分析仪以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。
 1.2 方案的论证与比较 1.2.1控制芯片的选择 方案一：采用常用的STC89C51控制。89C51为8位微控制器，内部有4KB程序存储器ROM,128B数据存储器RAM,工作频率0—40MHZ，4K的EEPROM存储器。具有结构完善、I/O口多，烧写简便、售价低、指令格式简单，功耗低，定时、计数、中断等功能。 方案二：采用STC12C2052AD芯片，该单片机是一款单时钟/机器周期的单片机，是高速/低功耗/超强干扰的新一代增强型8051CPU，速度快8—12倍。4路PWM，8路高速10位A/D转换。内部有12KB程序存储器ROM,512B数据存储器RAM工作频率可达48MHZ。