摘要：根據競賽題目要求和現有條件的條件，本作品完成了以通用計算機的為核心的音訊訊號分析儀。本儀器系統組成為：被測物件、感測器、訊號調理、資料採集、虛擬儀器軟體和計算機軟體系統平台。被測訊號首先經感測器轉化為電訊號，然後由訊號調理器進行去噪、濾波及前級放大等預處理，然後通過整合晶元進行音訊訊號的採集和模數轉換並將資料通過微控制器以序列通訊的方式上傳到pc機，經具有強大科學計算能力的軟體labvu分析處理，將分析結果下傳到微控制器並通過液晶和印表機進行輸出，成功實現了對音訊訊號的頻譜分析、功率分析和正弦訊號失真度的測量。
本作品是以計算機為中心的音訊訊號分析儀，根據題目設計要求，採集的訊號在幾十赫茲到十千赫茲範圍內，我們盡量利用現有技術與裝置，採用轉換速度幾十微秒的ad轉換晶元和通用計算機構成，原理如圖1所示。
本音訊訊號分析儀以lpc938微控制器為核心，聲音模擬訊號通過lm358進行訊號放大，利用lpc938自帶的a/d轉換功能實現模擬數碼訊號的轉換，由微控制器通過序列口通訊的方式將數字音訊訊號傳給pc機,通過pc機顯示音訊訊號並分析結果。利用labview強大的科學計算能力，對採集到的訊號進行了自相關和互相關分析，並對確知訊號和隨機訊號進行了頻譜分析和功率譜分析，實現了音訊訊號分析儀的設計。並將分析結果下傳51微控制器，由液晶顯示、印表機列印。
本系統可分為電壓訊號產生部分、訊號轉換測量部分和控制部分。具體的單元電路包括：濾波電路，訊號放大電路，a/d轉換電路，labv iew的訊號分析與處理，液晶顯示並列印分析結果。
話路濾波電路
一般有源濾波器的設計，是根據所要求的幅頻特性，尋找可實現的有理函式進行逼近設計。濾波電路如圖2所示，當取r1=r2=8.2k,c1=6800p,c2=680p,r1,r2分別為47k和27k時，得到其頻率範圍200hz—100khz，其通帶增益為8db。
放大模組設計
圖3所示為lm358放大器的放大電路圖。通過調節最左端滑動變阻器可實現調零。通過調節r2實現第一級放大，通過調節r3實現第二級放大，總放大倍數為 g=(r2/r1+1)*(r3/r4+1) 使用時從5拐角輸入訊號即可從1拐角輸出放大後的訊號。
時鐘晶元模組
ds1302 是dallas 公司推出的涓流充電時鐘晶元。它能夠提供秒、分、小時、日、月、年包括星期的資訊,並且能夠自動調整月份和閏年。晶元採用了簡單的i2c 三線通訊方式,便於節省晶元和與之介面的微處理器引腳。它廣泛應用於**傳真可攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產品領域下。其電路圖如下：
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