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来了解一下音频分析仪的原理

 发布时间:2020-10-22 点击量:472
   音频是多媒体中的一种重要媒体,我们能够听见的音频信号的频率范围大约是20Hz-20kHz,其中语音大约分布在200Hz-3kHz之内,而音乐和其他自然声响是全范围分布的。声音经过模拟设备记录或再生,成为模拟音频,再经数字化成为数字音频。这里所说的音频分析就是以数字音频信号为分析对象,以数字信号处理为分析手段,提取信号在时域、频域内一系列特性的过程。音频分析的原理主要涉及数字信号处理的基本理论、音频分析的基本方法以及音频参数测量和分析内容,其中数字信号处理是音频分析的理论基础。
  1、基础:傅立叶变换和信号的采样是进行音频分析时用到的最基本的技术。傅立叶变换是进行频谱分析的基础,信号的频谱分析是指按信号的频率结构,求取其分量的幅值、相位等按频率分布规律,建立以频率为横轴的各种“谱”,如幅度谱、相位谱。信号中,周期信号通过傅立叶级数变换后对应离散频谱,而对于非周期信号,可以看作周期T为无穷大的周期信号,当周期趋近无穷大时,则基波谱线及谱线间隔(ω=2π/T)趋近无穷小,从而离散的频谱就变为连续频谱。所以,非周期信号的频谱是连续的。
  在以计算机为中心的测试系统中,模拟信号进入数字计算机前先经过A/D变换器,将连续时间信号变为离散时间信号,称为信号的采样。然后再经幅值量化变为离散的数字信号。这样,在频域上将会出现一系列新的问题,频谱会发生变化。由模拟信号变成数字信号后,其傅立叶变换也变成离散傅立叶变换,涉及到采样定理、频率混叠、截断和泄漏、加窗与窗函数等一系列问题。
  2、方法
  通常在对某音频设备音频测量分析时,该设备被看成是一个具有输入端口和输出端口的黑箱系统。将某种己知信号输入该系统,然后从输出端获取输出信号进行分析,从而了解该系统的一些特性,这就是音频分析的一般方法。输入音频设备的信号,称作激励信号。激励信号可以是正弦、方波等周期信号,也可以是白噪声、粉红噪声等随机信号,还可以是双音、多音、正弦突发等信号。常用的检测分析方法有正弦信号检测、脉冲信号检测、最大长度序列信号检测等。