1. 研究目的与意义
虚拟数字频谱仪是在当今电子科学技术与计算机技术快速发展的大背景下，充分发挥计算机的强大功能，使软件发挥更加重要的作用，促进了虚拟频谱仪的快速发展。在这样的情况下，频谱分析仪向着高效、高速、高精度和高可靠性以及自动化、智能化、模块化和网络化的方向发展，并且越来越能突显其灵活性和方便性，并满足多数用户的需求。
虚拟频谱仪技术兼顾了虚拟仪器的优势，因此它具有虚拟仪器的灵活性和便捷性，因此在构建虚拟频谱仪的时候就显得十分方便。如果相关硬件平台结合软件开发的虚拟频谱仪与实验室的物理环境结合起来，就能更好的提高教学质量，并增强学生的动手能力与工程实践能力。因此，正式基于此种目的而开发虚拟频谱仪的。本课题研究的虚拟频谱分析仪隶属于教育部立项的教学研究项目中一个重要组成部分。该项目的目的是为了
研制和开发一个通用的测试平台，以此来改善当前国内高校电工、电子信息类专业的教学实验条件，建设一个现代化的教学实验环境，以此提高实验课程的效果和学生的动手能力。
2. 国内外研究现状分析
美国是虚拟仪器的诞生地,也是全球最大的虚拟仪器制造国.到1994年底,虚拟仪器制造厂已达95家,共生产1000多种虚拟仪器产品,销售额达2.93亿美元,占整个仪器销售额73亿美元的4%[3].到1996年,虚拟仪器已在仪器仪表市场中占有10%的份额[4].生产虚拟仪器的主要厂家NI、HP等公司,目前都生产数百个型号的虚拟仪器产品.这些产品在国际市场上有较强的竞争力,已进入中国市场.
国内虚拟仪器研究的起步较晚,最早的研究也是从引进消化NI的产品开始.但经过多年研究,我国已经在虚拟仪器开发方面形成了自己的特色[5].国家自然科学基金委员会已将虚拟仪器研究作为现代机械工程科学前沿学科之一,并被列为/十五0期间优先资助领域[6].我国国民经济的持续快速发展,加快了企业的技术升级步伐,先进仪器设备的需求更加强劲;虚拟仪器赖以生存的个人计算机最近几年以极高的速度在中国发展,这些都为虚拟仪器在我国的普及奠定了良好的基础.因此,我国的虚拟仪器存在巨大的发展潜力.
3. 研究的基本内容与计划
本课题拟在matlab环境下，利用图形用户接口（gui）工具箱，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要进一步扩充。
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：
4. 研究创新点
频谱分析是信号处理中非常重要的分析手段，通常的频谱分析主要依靠传统的频谱分析仪来完成，但这种频谱分析仪价格昂贵，体积庞大，功能单一。采用先进的虚拟仪器技术设计的虚拟频谱分析仪彻底的改变了传统频谱分析仪的不足，用软件来代替硬件，用户可以根据具体情况通过修改软件来增加仪器的功能，使仪器功能更加强大，设计更加灵活，节省了开发时间，成为频谱分析仪的发展方向。
