4. 4功率计算11
4.5 周期计算12
4 系统调试12
5．1总硬件焊接图12
5．2电压跟随电路7
5.3程控放大电路8
5.4峰值检测电路8
5.5电压抬升电路18
5．6液晶屏显示图13
5．7测试结果14
5 总结15
参考文献15
附录1：元器件明细表和仪器设备清单15
附录2：FFT程序15
附录3：周期计算程序17
音频信号分析仪利用频谱分析原理来分析被测信号的频率、频谱及波形。常用的频谱分析方法有：扫频法、数字滤波法、FFT法。这里提出一种基于FFT方法的音频信号分析仪设计方案，通过快速傅里叶变换（FFT）把被测的音频信号由时域信号转换为频域信号，将其分解成分立的频率分量，在此基础上对其进行各种分析，达到与传统频谱分析仪同样效果。该系统设计可应用于音频制作、信号分析等领域，具有一定的科学价值和实用价值。
音频信号分析仪
指导老师：邓晶
年纪专业：11信息工程
成员： 丽梅（1128401039）
东飞（1128401014）
罗兰（1128401128）
日期：2014年6月
摘 要：本音频信号分析仪基于快速傅里叶变换的原理，以32位CPU STM32构成的最小系统为控制核心，由电压跟随、程控放大、峰值检测、抗混叠滤波等模块组成。本音频信号分析仪由STM32控制，通过AD转换，对音频信号进行采样，把连续信号离散化，然后通过FFT运算，对音频信号各个频率分量以及功率等指标进行分析和处理，然后通过高分辨率的LCD对信号的频谱进行显示。该系统能够精确测量的音频信号频率围为50Hz-10KHz，其幅度围为5mVpp-5Vpp，分辨力为50Hz。
关键词：FFT 嵌入式系统 前级信号处理 功率谱
Abstract:This audio signal analyzer based on the principle of fast Fourier transform, the minimum system consisting of STM32 embedded system as control core, followed by the voltage, program-controlled amplifier, peak detection, such as anti aliasing filter modules. This audio signal analyzer controlled by an embedded system, through the AD conversion, the audio signal sampling, the continuous signal discretization, then through FFT arithmetic, each frequency component and the power index in the audio signal analysis and processing, and then through high resolution display LCD frequency spectrum of the signal and the characteristics of. The system can accurately measure the audio signal frequency range of 50 -10K HZ, its amplitude range is 5 mVpp- 5 Vpp ,resolution of 50 Hz.
1 系统方案比较与选择
1.1 主控芯片的选择
本系统采用基于32位的ARM Cortex-M3处理器STM32F103VBT6作为主控芯片，它具有非常丰富的片资源，例如实时时钟(RTC)、定时器(TIM)、通用I／O接口(GPIO)、DMA控制器、A／D转换器、USART接口、I2C接口、SPI接口和CAN总线接口还包括20 kB的片SRAM，128 KB的片FLASH以及一个支持USB 2．O规的全速USB外围设备等，它是整个系统的主控单元，协调其它模块完成数据采集、存储、处理、控制、传输等多项功能。
摘要2
目录3
引言4
1 系统方案比较与选择3
1.1 主控芯片的选择3
1．2采样方法比较与选择4
1．3信号功率的计算4
1. 4 系统总体方案4
2 硬件设计5
2．1程控放大电路设计5
2．2峰值检测电路设计6
2．3总硬件电路7
3 软件调试9
4．1软件总体流程图设计9
4．2程控放大程序设计10
4．3 FFT程序11
附录4：主程序18
引言
早期专业的音频分析仪种类很少，在做音频测量时一般是利用万用电表、频率计、示波器及频谱仪等组合成一套音频测试系统。这种测试系统中间环节多，各环节之间接口匹配较为困难，使用起来比较麻烦，测量结果往往也不精确。
近年来出现的音频分析仪器也与仪器的主流发展趋势一致，朝着高度集成化、智能化的方向发展，这些仪器集成了复杂音频信号发生装置、功率放大装置等，具备了一些初步的图形化分析功能，使用户很容易组建音频测量系统。
美国Audio Precision公司是一家全球最大的音频测试仪器制造商；创立于1984年，其音频测试仪器System Two/ AP2700系列是目前音频测试业界的标准测试仪器，为Dobly, DTS，等多家研究机构采用，是miscrosoft DTM认证的指定仪器。
RS公司的“精灵系列”音频分析仪UP300&UP350也是这类仪器的典型代表，可测量双向信道串扰，可产生双音信号，用于调制失真分析和差频失真测量，且测量围宽，精度较，UP350还可分析数字音频信号，采样率高达192KHz，可用于数字音频设备测量和模拟/数字混合接口的相关应用。
它的引脚图如图1-1所示：
图1-1 32F103VB引脚图
1.2 采样方法比较与选择
方案一：采用12位AD转换器ADS7819进行转换，将转换的数据送32位控制器进行处理。
方案二：利用STM32对数据进行采集，然后利用STM32自带的12位AD转换器进行转换后送入部，然后由STM32对数据进行处理。