基于LPC938单片机的音频信号分析仪设计

"音频信号分析仪是山东建筑大学大学生在电子设计大赛中的参赛作品，主要涉及音频信号的采集、处理和分析。该系统基于LPC938单片机，使用LM358进行信号放大，通过A/D转换将模拟信号转化为数字信号，然后通过串行口传送到PC机。在PC端，利用LabVIEW软件进行信号分析，包括自相关、互相关、频谱分析和功率谱分析。此外，分析结果还能在51单片机的液晶屏上显示和通过打印机打印。系统设计考虑了信号预处理电路，包括滤波和放大环节，以及数据采集和传输的硬件部分。" 本文主要讨论了一个以计算机为核心的音频信号分析仪设计，该设计适用于全国大学生电子设计大赛。作品由冯涛、黄国栋和尹文彬三位学生完成，由陈继文、秦广久和张涵指导。系统的核心是LPC938单片机，它处理从音频信号源经过LM358放大后的模拟信号，通过内置的A/D转换器将信号数字化。数字化的信号通过串行通信接口发送到个人计算机，利用LabVIEW软件进行深度分析。 在LabVIEW中，信号经历了自相关和互相关分析，这是两种常见的时域分析方法，用于揭示信号之间的相似性和时间延迟。同时，对确知信号（已知频率和幅度的信号）和随机信号进行了频谱分析和功率谱分析，这些是频域分析方法，有助于理解信号的频率成分和能量分布。通过这样的分析，可以评估信号的质量，例如检测失真度，这对于音频设备的性能测试至关重要。 系统硬件部分包括预处理电路，即滤波和放大电路，以及数据采集和传输模块。预处理电路确保信号适合于A/D转换器的要求，滤波器设计包括无源滤波器方案和话路滤波方案，分别利用无源组件和特定截止频率的滤波器来清除不必要的噪声和干扰。数据采集部分则负责将模拟信号转化为数字信号，而数据传输部分则通过通信接口将这些数字信号送入PC机进行进一步处理。 这个音频信号分析仪项目展示了集成电子设计的综合应用，包括信号处理理论、嵌入式系统、数字通信和虚拟仪器技术，为电子设计大赛提供了一个全面且实用的解决方案。