虚拟声信号频谱分析仪开题报告

1. 研究目的与意义

频谱分析仪是一种用来对被测信号进行频率及频谱分析的重要测量仪器，被广泛应用于电声测量、音频制作、信号分析乃至振动测量等领域。

它可把采集到的音频信号保存下来，从而，对已有的音频波形文件进行分析，但是这样的仪器购买价格比昂贵，操作复杂，升级费用高。

且有些仪器只能用于某个特定的测量分析项目，例如噪声频谱分析仪。

2. 国内外研究现状分析

20世纪60年代中期形成的一系列数字信号处理的理论和算法，如数字滤波器、快速傅里叶变换（fft）等是语言数字信号处理的理论和技术基础。

20世纪70年代初，由于电子计算机和数字信号处理的发展，人们发现：声音信号，可以通过模数转换器（a/d）采样和量化，它们转换为数字信号后，能够送进计算机。

这样就可以用数字计算方法，对语音信号进行处理和加工。

3. 研究的基本内容与计划

一.设计内容：本课题拟在matlab环境下，利用用户接口（gui），构造一个类似windows的图形操作界面，控制音频信号信号输入，对信号波形进行分析、频谱分析，造出一个实用虚拟频谱分析仪，并且其分析功能可以按实际需求进一步扩充。

二.具体要求：基于声卡与matlab的声音信号频谱分析仪的设计原理与实现方法功能包括：1.音频信号信号输入，从声卡输入、从wav文件输入、从标准信号发生器输入；2.信号波形分析，包括幅值、频率、周期、相位的估计，以及统计量峰值、均值、均方值和方差的计算；3.信号频谱分析，频率、周期的估计，图形显示幅值谱、相位谱、实频谱、虚频谱和功率谱的曲线。

按照上述要求，界面应包含三大模块。

4. 研究创新点

本文给出了基于matlab的声音信号频谱分析仪的设计原理与实现方法，在原理部分，从时域和频域两个方面提供了信号分析所需要的算法流程及计算公式，在原理的最后还结合软件工程理论给出了软件的模块划分，这样在基于此设计原理的基础上可以用任何平台任何语言进行软件开发。

在实现方法上，结合软件的界面和具体的代码讲述了整个软件编码实现的原理。

最后结合一个运行实例比较了时域分析与频域分析计算频率的异同之处，并分析了误差的原因。