羅贊興 鄧世國(guó) 崔波 劉華珠 張志

【摘要】音頻是多媒體中的一種重要媒體，我們能夠聽(tīng)見(jiàn)的音頻信號(hào)的頻率范圍大約是20Hz～20KHz，其中語(yǔ)音大約分布在300 Hz～4KHz之內(nèi)，而音樂(lè)和其他自然聲響是全范圍分布的。聲音經(jīng)過(guò)模擬設(shè)備記錄或再生，成為模擬音頻，再經(jīng)數(shù)字化成為數(shù)字音頻信號(hào)。所謂音頻分析就是以數(shù)字音頻信號(hào)為分析對(duì)象，以數(shù)字信號(hào)處理為分析手段，提取信號(hào)在時(shí)域、頻域內(nèi)一系列特性的過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】音頻；分析儀；方法

音頻分析儀是常用的音頻分析設(shè)備，音頻分析儀用于分析低頻信號(hào)的波形特性、不平度、衰減、波形失真等性能，集中了低失真音頻源的功能、高性能失真分析儀的功能、頻率計(jì)數(shù)器的功能、交流電壓表的功能、直流電壓表和SINAD表的功能，可用于檢測(cè)低頻信號(hào)發(fā)生器、音頻掃頻儀、各種音頻類濾波器及低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器等產(chǎn)品，音頻分析儀的性能指標(biāo)影響著產(chǎn)品品質(zhì)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確度，因此，需要對(duì)音頻分析儀的性能指標(biāo)進(jìn)行校驗(yàn)，判斷其是否符合檢測(cè)要求。而現(xiàn)有的音頻分析儀的校驗(yàn)方法，一般具有操作較復(fù)雜，檢測(cè)效率低的缺點(diǎn)。

下面論述的音頻分析儀的校驗(yàn)方法，簡(jiǎn)便實(shí)用有效，它包括以下步驟：

第一步，將音頻分析儀置于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下進(jìn)行校驗(yàn)；

第二步，對(duì)音頻分析儀進(jìn)行外觀檢查；

第三步，對(duì)音頻分析儀進(jìn)行基本誤差校驗(yàn)，基本誤差校驗(yàn)包括音頻分析功能校驗(yàn)和音頻信號(hào)發(fā)生器功能校驗(yàn)；

第四步，根據(jù)各誤差結(jié)果，作出對(duì)音頻分析儀的校驗(yàn)結(jié)論。

一、音頻分析功能校驗(yàn)

音頻分析功能校驗(yàn)包括：

1、輸入電壓誤差校驗(yàn)：使用多功能校驗(yàn)儀校驗(yàn)音頻分析儀的輸入電壓誤差，按照檢測(cè)調(diào)節(jié)多功能校驗(yàn)儀的輸出，調(diào)節(jié)音頻分析儀使其處于測(cè)量電平狀態(tài)，使音頻分析儀的電壓量程在手動(dòng)狀態(tài)，直接從其電壓顯示窗中讀取各個(gè)量程測(cè)量點(diǎn)的值，按校驗(yàn)點(diǎn)校驗(yàn)各量程，計(jì)算音頻分析儀的輸入電壓誤差；

2、輸入頻率誤差校驗(yàn)：使用多功能校驗(yàn)儀校驗(yàn)音頻分析儀的輸入頻率誤差，調(diào)節(jié)多功能校驗(yàn)儀的輸出頻率，直接從音頻分析儀的頻率顯示窗中讀取頻率，按校驗(yàn)點(diǎn)校驗(yàn)各量程，計(jì)算音頻分析儀的輸入頻率誤差；

3、頻響特性校驗(yàn)：使用多功能校驗(yàn)儀校驗(yàn)音頻分析儀的頻響特性，調(diào)節(jié)多功能校驗(yàn)儀，其固定電壓不變，改變其輸出頻率，直接從音頻分析儀的電壓顯示窗中讀取電壓，按校驗(yàn)點(diǎn)校驗(yàn)各量程，計(jì)算音頻分析儀的頻響特性；

4、輸入失真誤差校驗(yàn)：使用失真度儀檢定裝置校驗(yàn)音頻分析儀的輸入失真誤差，調(diào)節(jié)失真度儀檢定裝置的輸出失真度，調(diào)節(jié)音頻分析儀使其處于測(cè)量失真狀態(tài)，直接從音頻分析儀的失真顯示窗中讀取失真值，按校驗(yàn)點(diǎn)校驗(yàn)各量程，計(jì)算音頻分析儀的輸入失真誤差；

5、濾波器特性校驗(yàn)，包括加權(quán)濾波器特性校驗(yàn)：使用多功能校驗(yàn)。1）儀校驗(yàn)音頻分析儀的加權(quán)濾波器特性，調(diào)節(jié)多功能校驗(yàn)儀輸出至加權(quán)濾波器的參考頻率點(diǎn)，設(shè)置音頻分析儀顯示零分貝值，按校驗(yàn)點(diǎn)頻率調(diào)節(jié)多功能校驗(yàn)儀頻率輸出，直接從音頻分析儀的電平顯示窗中讀取加權(quán)值，按校驗(yàn)點(diǎn)校驗(yàn)各量程，計(jì)算音頻分析儀的加權(quán)濾波器特性誤差；

2）濾波器特性校驗(yàn)，包括帶通濾波器特性校驗(yàn)：使用多功能校驗(yàn)儀校驗(yàn)音頻分析儀的帶通濾波器特性，調(diào)節(jié)多功能校驗(yàn)儀輸出音頻分析儀固有的濾波頻率，設(shè)置音頻分析儀顯示零分貝值，調(diào)節(jié)多功能校驗(yàn)儀頻率輸出直至從音頻分析儀的電平顯示窗中讀取-3db值，此時(shí)多功能校驗(yàn)儀輸出的頻率即為濾波頻率，按校驗(yàn)點(diǎn)校驗(yàn)各量程，計(jì)算音頻分析儀的帶通濾波器特性誤差。

二、音頻信號(hào)發(fā)生器功能校驗(yàn)

音頻信號(hào)發(fā)生器功能校驗(yàn)包括：

1、輸出電壓誤差校驗(yàn)：使用標(biāo)準(zhǔn)電壓表校驗(yàn)音頻分析儀的輸出電壓誤差，調(diào)節(jié)音頻分析儀的輸出，使被校儀器指在已選定的電壓校驗(yàn)點(diǎn)上，并直接從標(biāo)準(zhǔn)電壓表中讀取這些點(diǎn)的實(shí)際值，計(jì)算音頻分析儀的輸出電壓誤差；

2、輸出頻率誤差校驗(yàn)：使用通用計(jì)數(shù)器校驗(yàn)音頻分析儀的輸出頻率誤差，調(diào)節(jié)被校音頻分析儀的輸出，使被校儀器指在已選定的頻率校驗(yàn)點(diǎn)上，并直接從通用計(jì)數(shù)器中讀取這些點(diǎn)的實(shí)際值，計(jì)算音頻分析儀的輸出頻率誤差；

3、輸出失真誤差校驗(yàn)：使用失真儀校驗(yàn)音頻分析儀的輸出失真誤差，調(diào)節(jié)音頻分析儀使其處于正弦波輸出狀態(tài)，改變不同的頻率點(diǎn)，直接從失真儀中讀取信號(hào)的失真值，計(jì)算音頻分析儀的輸出失真誤差。

參考文獻(xiàn)

[1]周立青，胡爽，瞿修遠(yuǎn)，陳小橋，王琦.心音采集電子綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015（02）.

[2]陸毅，劉曉杰，張貴祥，朱幼蓮，羅印升.基于MSP430的信號(hào)波形合成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013（06）.

[3]王香婷，李明.國(guó)家級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012（10）.

[4]韋炯全，龔仁喜，孫丹，舒鵬飛.基于CORDIC算法的諧波實(shí)時(shí)譜分析儀的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電測(cè)與儀表，2011（07）.