使用LabVIEW简化音频测量

　　声音强度测量

　　最常见的音频测量可能是声音强度。声音强度定义为声压的动态变化。通常测量参照人类可以产生 听觉的临界值(通常为20µP)进行度量，并且按照对数强度比例用分贝进行表示。在进行声音强度测量时，您通常使用加权滤波和平均。SVT能够方便地进行 多种声音强度测量。在图12中，我们给出了计算基于采集数据的不同声音压力。还可以进行重复测量，计算反响次数或是一定时间内的等效噪声强度。

　　图10：使用SVT从采集数据计算多个声音强度测量。

　　音阶分析

　　分数音阶分析是分析音频与声学信号中广泛使用的技术，因为这种分析展示了类比于人耳响应的特性。这个过程包括通过带通滤波器发送时域信号，计算信号 的均方值以及在方块图上显示这些数值。ANSI与国际电工委员会(IEC)标准定义了音阶分析仪的规范。带通滤波器特性与图表通过所需的频率带和所需的音 阶分数定义。NI DSA板卡以及SVT能够创建与国际标准完全兼容的分数音阶分析仪。SVT包含符合ANSI和IEC标准的VI，它们可以进行全音阶直至1/24音阶分 析。图11展示了使用SVT进行三分之一音阶分析。

　　图11：基于ANSI标准完成1/3音阶分析。

　　频带功率

　　频率测量常用于音频应用中。SVT包含用于频率分析的强大工具。我们有用于基带FFT、基带子集分析与zoom FFT的工具，它们能够获取功率谱、功率谱密度等等。SVT Power in band.vi是频率谱分析VI之一。它计算指定频率范围内的总功率。如图12所示，您可以从功率谱、功率谱密度、幅值谱或连续输出功率谱中获得频带功 率。结果根据输入单位，用适当的单位进行表示。

　　图12：找出指定频带中的功率。

　　频率响应

　　进行频率响应分析的目的通常是得到被测系统频率响应函数(FRF)的特征。FRF表示在频域中输出对输入的比例。FRF曲线是音频设备中的典型规 范。有多种方法可以得到FRF，双通道频率分析可能是其中最快的方法。交叉频谱方法根据两个输入生成频率曲线，它们通常是被测单元(UUT)的激励和响 应。

　　频率响应分析需要的常见配置要求使用UUT的宽带激励(通常是噪声信号或多音高信号)。然后同时采集UUT的激励和响应。完成双通道频率分析可以获 得UUT的频率响应和相位响应以及信号连续性。为了改进FRF测量，您可以对响应取平均值，通过对FRF取平均值，您可以获得更为精确的响应曲线。这个方 法的优点是能够克服噪声、失真和非相关效应。它唯一的局限性是频率信噪比可能比扫频测量低。图13展示了基于SVT从采集到的激励与响应中获得波特图的 VI。

　　图13：使用跨频谱方法获得频率响应函数。

　　结论

　　这里讨论的测量只是LabVIEW用于音频测量的简介。将硬件与软件整合在一起完成整个测量过程，包括采集数据、分析与显示。LabVIEW的强大功能和灵活性可以扩展系统，生成多个测量结果、自动化测试、生成报告，从而可以提高性能并且降低总成本。