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使用FPGA芯片设计音频信号分析仪的详细资料说明
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2019-09-26
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本系统基于Altera Cyclone II 系列FPGA嵌入高性能的嵌入式IP核（Nios）处理器软核，代替传统DSP芯片或高性能单片机，实现了基于FFT 的音频信号分析。并在频域对信号的总功率，各频率分量功率，信号周期性以及失真度进行了计算。并在FPGA 中嵌入了8 阶IIR 切比雪夫（Chebyshev）II型数字低通滤波器，代替传统有源模拟滤波器实现了性能优异的音频滤波。配合12 位A/D转换芯片AD1674，和前端自动增益放大电路，使在50mV到5V的测量范围下，单一频率功率及总功率测量误差均控制在1%以内。
1、整体方案选择
音频分析仪可分为模拟式与数字式两大类。
方案一：以模拟滤波器为基础的模拟式频谱分析仪。有并行滤波法、扫描滤波法、小外差法等。因为受到模拟滤波器滤性能的限制，此种方法对我们来说实现起来非常困难。
方案二：以FFT 为基础的的数字式频谱分析仪。通过信号的频谱图可以很方便的得到输入信号的各种信息，如功率谱、频率分量以及周期性等。外围电路少，实现方便，精度高。
所以我们选用方案二作为本音频分析仪的实现方式。
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