噪声源频谱测定
应用Matlab对含噪声的语音信号进行频谱分析及滤波 一、实验内容 录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在语音信号中增加正弦噪声信号(自己设置几个频率的正弦信号)，对加入噪声信号后的语音信号进行频谱分析；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比试听，分析信号的变化。 二、实现步骤 1．语音信号的采集 利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1 s内。然后在Matlab软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，（可用默认的采样频率或者自己设定采样频率）。 2．语音信号的频谱分析 要求首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。 在采集得到的语音信号中加入正弦噪声信号，然后对加入噪声信号后的语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。并利用sound试听前后语音信号的不同。
分别设计IIR和FIR滤波器，对加入噪声信号的语音信号进行去噪，画出并分析去噪后的语音信号的频谱，并进行前后试听对比。 3.数字滤波器设计 给出数字低通滤波器性能指标:如，通带截止频率fp＝10000 Hz，阻带截止频率fs＝12000 Hz（可根据自己所加入噪声信号的频率进行阻带截止频率设置），阻带最小衰减Rs＝50 dB，通带最大衰减Rp＝3 dB（也可自己设置），采样频率根据自己语音信号采样频率设定。
报告内容 一、实验原理 含噪声语音信号通过低通滤波器，高频的噪声信号会被过滤掉，得到清晰的无噪声语音信号。 二、实验内容 录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在语音信号中增加正弦噪声信号(自己设置几个频率的正弦信号)，对加入噪声信号后的语音信号进行频谱分析；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比试听，分析信号的变化。给出数字低通滤波器性能指标:如，通带截止频率fp＝10000 Hz，阻带截止频率fs＝12000 Hz （可根据自己所加入噪声信号的频率进行阻带截止频率设置），阻带最小衰减Rs＝50 dB，通带最大衰减Rp＝3 dB（也可自己设置），采样频率根据自己语音信号采样频率设定。 三、实验程序 1、原始信号采集和分析 clc;clear;close all; fs=10000; %语音信号采样频率为10000 x1=wavread('C:\Users\acer\Desktop\voice.wav'); %读取语音信号的数据，赋给x1 sound(x1,40000); %播放语音信号 y1=fft(x1,10240); %对信号做1024点FFT变换 f=fs*(0:1999)/1024; figure(1); plot(x1) %做原始语音信号的时域图形 title('原始语音信号'); xlabel('time n'); ylabel('fuzhi n'); figure(2); plot(f,abs(y1(1:2000))); %做原始语音信号的频谱图形 title('原始语音信号频谱') xlabel('Hz'); ylabel('fuzhi');
噪声系数测量的三种方法 本文介绍了测量噪声系数的三种方法：增益法、Y系数法和噪声系数测试仪法。这三种方法的比较以表格的形式给出。 前言 在无线通信系统中，噪声系数(NF)或者相对应的噪声因数(F)定义了噪声性能和对接收机灵敏度的贡献。本篇应用笔记详细阐述这个重要的参数及其不同的测量方法。 噪声指数和噪声系数 噪声系数有时也指噪声因数(F)。两者简单的关系为： NF = 10 * log10 (F) 定义 噪声系数(噪声因数)包含了射频系统噪声性能的重要信息，标准的定义为： 从这个定义可以推导出很多常用的噪声系数（噪声因数）公式。 下表为典型的射频系统噪声系数： *HG=高增益模式，LG=低增益模式
噪声系数的测量方法随应用的不同而不同。从上表可看出，一些应用具有高增益和低噪声系数(低噪声放大器(LNA)在高增益模式下)，一些则具有低增益和高噪声系数(混频器和LNA在低增益模式下)，一些则具有非常高的增益和宽范围的噪声系数(接收机系统)。因此测量方法必须仔细选择。本文中将讨论噪声系数测试仪法和其他两个方法：增益法和Y系数法。 使用噪声系数测试仪 噪声系数测试/分析仪在图1种给出。 图1. 噪声系数测试仪，如Agilent公司的N8973A噪声系数分析仪，产生28VDC脉冲信号驱动噪声源 (HP346A/B)，该噪声源产生噪声驱动待测器件(DUT)。使用噪声系数分析仪测量待测器件的输出。由于分析仪已知噪声源的输入噪声和信噪比，DUT的噪声系数可以在内部计算和在屏幕上显示。对于某些应用(混频器和接收机)，可能需要本振(LO)信号，如图1所示。当然，测量之前必须在噪声系数测试仪中设置某些参数，如频率范围、应用(放大器/混频器)等。 使用噪声系数测试仪是测量噪声系数的最直接方法。在大多数情况下也是最准确地。工程师可在特定的频率范围内测量噪声系数，分析仪能够同时显示增益和噪声系数帮助测量。分析仪具有频率限制。例如，Agilent N8973A可工作频率为10MHz至3GHz。当测量很高的噪声系数时，例如噪声系数超过10dB，测量结果非常不准确。这种方法需要非常昂贵的设备。 增益法 前面提到，除了直接使用噪声系数测试仪外还可以采用其他方法测量噪声系数。这些方法需要更多测量和计算，但是在某种条件下，这些方法更加方便和准确。其中一个常用的方法叫做“增益法”，它是基于前面给出的噪声因数的定义：
噪声测试及频谱分析 实验步骤及内容 1）启动服务器，运行DRVI主程序，然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册”图标，选择其中的“ DRVI采集仪主卡检测（USB）”进行服务器和数据采集仪之间的注册。 联机注册成功后，从DRVI工具栏和快捷工具条中启动“内置的Web服 务器”，开始监听8500端口。 2）打开客户端计算机，启动计算机上的DRVI客户端程序，然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册”图标，选择其中的“DRVI局域网服务器检测”，在弹出的对 话框中输入服务器IP地址（例如：192.168.0.1），点击“发送”按钮，进行客户端和服 务器之间的认证。 3）因为该实验的目的是了解噪声信号的测量方法，并且要实现服务器端的数据共享功能，需要分别设计服务器端和客户端的实验脚本。对于服务器端，首先需要将 数据采集进来，DRVI中提供了一个8通道的USB数据采集芯片，用于完成对外部信号的数 据采集，实际使用中，可以插入一片“ USB数据采集卡”芯片空来完成；数据采集仪的 启动采用一片“0/1按钮”芯片来控制；要完成噪声值的计 算，首先必须计算出信号的功率谱，所以需选择一片“频谱计算”芯片」，然后 再插入一片“倍频程”芯片匚』，采用FFT算法来计算并显示声音信号的倍频程谱，并将 计算出的声音信号的分贝值存储于输出数组的第1位，再使用一片 “VBScript脚本”芯片妙，在其中添加脚本文件将“倍频程”芯片输出数组中的第1位 数据（即噪声值）取出，并通过“数码LED”芯片口显示出来；另外选择一片“波形/频谱 显示”芯片用于显示声音信号的时域波形；再加上一些 文字显示芯片；殂和装饰芯片二L ,就可以搭建出一个“噪声测量”服务器端的实验，所 需的软件芯片数量、种类、与软件总线之间的信号流动和连接关系如图 1.2 所示，根据实验原理设计图在DRVI软面包板上插入上述软件芯片，然后修改其属 性窗中相应的连线参数就可以完成该实验的设计和搭建过程。 1※说明：红线和虚线表示单变量数据线，蓝线和实线表示数组型数 据线，箭头代表数据或信号在软件总线中的流动方向。 图1.2噪声测量实验参考设计原理图
HS5660C型噪声频谱分析仪操作指导书 1目的 规范使用HS5660C型噪声频谱分析仪。 2 适用范围 适用于HS5660C型噪声频谱分析仪的使用及维护。 3 职责 3.1起草人负责编写和修改操作规程。 3.2现场检测人员必须按照仪器操作规程进行检测，记录检测结果。 3.3科室主任审查批准，发布实施。 4操作规程 4.1通电检查：开启声级计右侧面上电源开关，显示器应显示A声级，F快特性，显示模拟表针刻度，（如果在左上角出现“Batt”，表示电池不足。）此时加声压，显示数据应跟随变化表示正常。 4.2声校准：将声级校准器（94dB、1kHz）配合在传声器上，不振不晃，开启校准器电源，声级计计权设置A、C或Lin，声压级读数应93.8dB，否则调节分析仪右侧面灵敏调节电位器，校准完成取下校准器。如果用活塞发生器（124dB、250Hz），声级计计权必须设置在C或Lin，校准读数应指示在124dB。 4.3.1瞬时声级测量：开启电源开关或按“复位”键，工作方式即为瞬时A声级、F快特性、中量程测量。 4.3.2滤波器选频测量：在工作状态下按“计权”键，显示为Lin，然后按“频率”键，选择滤波器测量，其中心频率为（31.5Hz、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz）此时显示的数据为对应频率点的声级值。 4.3.3滤波器自动测量：在工作状态下按两次“方式”键之后按“定时”键可以选择每个频率点的测量时间（10s、1m、5m、10m、15m、20m、1h），此时按“运行”键开始测量。 4.3.4整时24小时自动测量：工作状态下按“方式”键，显示“Regular”，此时按“定时”键可以选择每个小时的测量时间（10s、1m、5m、10m、15m、20m、1h），按“运行键”后开始测量。数据采集完毕后计算结果并存储所有数据。4.3.5 Leq、L AE、SD、Lmax、Lmin、LN（L95、L90、L50、L10、L5）等数据的测量：自动测量操作为工作状态下按“定时”键设置测量时间（10s、1m、5m、10m、15m、20m、1h、8h、24h），按选择键选择自动测量的内容（Leq、L AE、SD、Lmax、Lmin、LN），测量结束后也可以按“选择”键查看数据，此时按“运行”键进行新的一次定时自动测量。手动测量为工作状态下按“定时”键设置测量时间，按“运行”后开始测量，到一定时间后再按“运行”键，分析仪即暂停
噪声频谱分析仪操作规程 一、测量前准备 1. 装电池：5节5号干电池，如果连续测定8小时以上，使用高能碱性电池。 如使用外接电源，请注意正负极性。 2. 装传感器：将传感器对准前置级头子螺纹口顺时针旋紧。 3. 通电检查：开启电源开关，显示器应显示A声级，F快特性，显示模拟表针刻度，如果在左上角出现“Batt”，表示电池不足，应及时更换电池，此时显示的数据随声压而变化表示正常。 4. 声校准：将声级校准器（94dB、1kHz）配合在传声器上，开启校准器电源，声级计计权设置A或Lin，声压读数应是93.8dB，否则调节声级计右侧面灵敏度调节电位器，校准完成后取下校准器。 二、瞬时声级测量 1. 打开开关,选择快慢档,所显示的数值即为瞬时声压（A声级） 2. 按保持键则读数为最大声压（A声级） 三、测量时间设置 1. 按［定时］进入设定方式，再按［定时］，测量时间依次为10s→1m→5m →10m→15m→20m→1h→8h→24h→Man→10s变化，若设定在1m时停止按键，表示自动测量时间为1分钟，其余类似。 2. 测量运行：设定好测量时间，按［运行］进入自动测量状态。显示“RUN”标记，到预定时间结束，“RUN”标记消失，显示“PAUSE”暂停标记。 3. 读取数据：按［选择］，数据依次调出显示Leq→SD→Lmax→L95→L90→L50→L10→L5→Leq 四、频谱测量方法 1. 手动方式 ［复位］→［计权］→显示“Lin”→［频率］→显示“.”表示1/1中心频率→［定时］设定测量时间→［运行］→显示“PUASE”读数为声压级 2. 自动测量 ［复位］→［计权］→显示“Lin”→［定时］设定测量时间→连续按［频率］→直到1/1中心频率点全部选通，显示“.”→［运行］→自动测量自动记
一、实验内容 录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在语音信号中增加正弦噪声信号(自己设置几个频率的正弦信号)，对加入噪声信号后的语音信号进行频谱分析；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比试听，分析信号的变化。 二、实现步骤 1．语音信号的采集 利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1 s内。然后在Matlab软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，（可用默认的采样频率或者自己设定采样频率）。 2．语音信号的频谱分析 要求首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。 在采集得到的语音信号中加入正弦噪声信号，然后对加入噪声信号后的语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。并利用sound试听前后语音信号的不同。 分别设计IIR和FIR滤波器，对加入噪声信号的语音信号进行去噪，
画出并分析去噪后的语音信号的频谱，并进行前后试听对比。 3.数字滤波器设计 给出数字低通滤波器性能指标:如，通带截止频率fp＝10000 Hz，阻带截止频率fs＝12000 Hz（可根据自己所加入噪声信号的频率进行阻带截止频率设置），阻带最小衰减Rs＝50 dB，通带最大衰减Rp ＝3 dB（也可自己设置），采样频率根据自己语音信号采样频率设定。
报告内容 一、实验原理 含噪声语音信号通过低通滤波器，高频的噪声信号会被过滤掉，得到清晰的无噪声语音信号。 二、实验内容 录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在语音信号中增加正弦噪声信号(自己设置几个频率的正弦信号)，对加入噪声信号后的语音信号进行频谱分析；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比试听，分析信号的变化。给出数字低通滤波器性能指标:如，通带截止频率fp＝10000 Hz，阻带截止频率fs＝12000 Hz （可根据自己所加入噪声信号的频率进行阻带截止频率设置），阻带最小衰减Rs＝50 dB，通带最大衰减Rp＝3 dB（也可自己设置），采样频率根据自己语音信号采样频率设定。 三、实验程序 1、原始信号采集和分析 clc;clear;close all; fs=10000; %语音信号采样频率为10000 x1=wavread('C:\Users\acer\Desktop\'); %读取语音信号的数据，赋给x1 sound(x1,40000); %播放语音信号 y1=fft(x1,10240); %对信号做1024点FFT变换 f=fs*(0:1999)/1024; figure(1); plot(x1) %做原始语音信号的时域图形 title('原始语音信号'); xlabel('time n'); ylabel('fuzhi n'); figure(2); plot(f,abs(y1(1:2000))); %做原始语音信号的频谱图形 title('原始语音信号频谱') xlabel('Hz'); ylabel('fuzhi');
噪声测试及频谱分析 一. 实验步骤及内容 1)启动服务器，运行DRVI主程序，然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册”图 标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测（USB）”进行服务器和数据采集仪之间 的注册。联机注册成功后，从DRVI工具栏和快捷工具条中启动“内置的Web服 务器”，开始监听8500端口。 2)打开客户端计算机，启动计算机上的DRVI客户端程序，然后点击DRVI快捷工具 条上的“联机注册”图标，选择其中的“DRVI局域网服务器检测”，在弹出的对 话框中输入服务器IP地址（例如：192.168.0.1），点击“发送”按钮，进行客户端 和服务器之间的认证。 3)因为该实验的目的是了解噪声信号的测量方法，并且要实现服务器端的数据共享 功能，需要分别设计服务器端和客户端的实验脚本。对于服务器端，首先需要将 数据采集进来，DRVI中提供了一个8通道的USB数据采集芯片，用于完成对外 部信号的数据采集，实际使用中，可以插入一片“USB 数据采集卡”芯片来完 成；数据采集仪的启动采用一片“0/1按钮”芯片来控制；要完成噪声值的计 算，首先必须计算出信号的功率谱，所以需选择一片“频谱计算”芯片，然后 再插入一片“倍频程”芯片，采用FFT算法来计算并显示声音信号的倍频程 谱，并将计算出的声音信号的分贝值存储于输出数组的第1位，再使用一片 “VBScript 脚本”芯片，在其中添加脚本文件将“倍频程”芯片输出数组中的 第1位数据（即噪声值）取出，并通过“数码LED ”芯片显示出来；另外选 择一片“波形/频谱显示”芯片，用于显示声音信号的时域波形；再加上一些 文字显示芯片和装饰芯片，就可以搭建出一个“噪声测量”服务器端的实 验，所需的软件芯片数量、种类、与软件总线之间的信号流动和连接关系如图1.2 所示，根据实验原理设计图在DRVI软面包板上插入上述软件芯片，然后修改其属 图1.2 噪声测量实验参考设计原理图
HS5671B型噪声频谱分析仪 使用说明书
嘉兴恒升电子有限公司 注意事项：仪器所用的传声器是一种精密传感器，请勿碰撞，以免膜片破损，不用时应放置妥当。如人为损坏不属保修范围。安装电池或外接电源应注意极性，切勿反接，仪器长期不使用时应取下电池，以
免漏液损坏仪器。仪器应避免放置于高温、潮湿、有污水、灰尘及含盐酸、碱成分高的空气或化学气体的地方，避免阳光直射。请勿擅自拆卸仪器，如果仪器工作不正常，可送修理单位或厂方检修。如私自拆卸不属保修范围。 装箱清单： 1）HS5671B型分析仪一台 2）使用说明书一本 3）产品合格证一张 4）产品检定证书一份 5）程序软盘一张 6）计算机接口连接线一根 7）风罩一只 8）钟表起子一把 9）携带箱一只 以下根据订货要求另外提供 10）5m、10m、15m、20m延伸电缆一根 11）UP40TS微型打印机及连线一台 12）三脚架一只 13）声级校准器一只 14) 主机外接电源（6V）一只 18 一概述 HS5671B型噪声频谱分析仪既是一种测量指数时间计权声级的通用声级计，又是能测量时间平均声级的积分平均声级计和测量声暴露的积分声级计，它还能测量累计百分声级（统计声级），其性能符合GB/T17181-1997和IEC61672-2002标准对1级声级计的要求，同时也符合IEC1260和GB/T3241对倍频程滤波器和1/3倍频程滤波器的要求，对射频场敏感度属X类。
本仪器采用了先进的数字检波技术，具有可靠性高、稳定性好、动态范围宽等优点。本仪器采用128×64点阵式液晶显示器带背景光显示，全中文界面，显示内容丰富，操作界面采用菜单方式，有汉字提示功能，用户操作简便，电池供电，测量结果可长期保存在仪器内，通过内置RS-232接口在现场或事后用微型打印机打印出来或送到计算机中去处理。 本仪器结构紧凑、造型美观、功能多、自动化程度高，可用于环境噪声的测量，也可用于劳动保护、工业卫生及各种机器、车辆、船舶、电器等工业噪声测量，还可以用于实验室进行噪声分析。 二主要技术性能 1 传声器：Φ12.7mm(1/2″)予极化测试电容传声器，灵敏度约 30mV/Pa 频率范围：20Hz~20kHz 2 测量范围：35dB~130dB(A) 40dB~130dB(C) 35dB~130dB（L） 3 频率范围：10Hz~20 kHz 4 频率计权：A、C计权 5 参考方向为电容传声器的轴向 6 参考声压级：94dB 7 时间计权：快（F）、慢（S） 8 检波器特性：数字检波，真有效值 1
噪声系数测量的三种方法 摘要：本文介绍了测量噪声系数的三种方法：增益法、Y系数法和噪声系数测试仪法。这三种方法的比较以表格的形式给出。 前言 在无线通信系统中，噪声系数(NF)或者相对应的噪声因数(F)定义了噪声性能和对接收机灵敏度的贡献。本篇应用笔记详细阐述这个重要的参数及其不同的测量方法。 噪声指数和噪声系数 噪声系数(NF)有时也指噪声因数(F)。两者简单的关系为： NF = 10 * log10 (F) 定义 噪声系数(噪声因数)包含了射频系统噪声性能的重要信息，标准的定义为： 式1 从这个定义可以推导出很多常用的噪声系数(噪声因数)公式。 下表为典型的射频系统噪声系数：
* HG = 高增益模式，LG = 低增益模式 噪声系数的测量方法随应用的不同而不同。从上表可看出，一些应用具有高增益和低噪声系数(低噪声放大器(LNA)在高增益模式下)，一些则具有低增益和高噪声系数(混频器和LNA 在低增益模式下)，一些则具有非常高的增益和宽围的噪声系数(接收机系统)。因此测量方法必须仔细选择。本文中将讨论噪声系数测试仪法和其他两个方法：增益法和Y系数法。 使用噪声系数测试仪 噪声系数测试/分析仪在图1种给出。
图1. 噪声系数测试仪，如Agilent的N8973A噪声系数分析仪，产生28VDC脉冲信号驱动噪声源(HP346A/B)，该噪声源产生噪声驱动待测器件(DUT)。使用噪声系数分析仪测量待测器件的输出。由于分析仪已知噪声源的输入噪声和信噪比，DUT的噪声系数可以在部计算和在屏幕上显示。对于某些应用(混频器和接收机)，可能需要本振(LO)信号，如图1所示。当然，测量之前必须在噪声系数测试仪中设置某些参数，如频率围、应用(放大器/混频器)等。 使用噪声系数测试仪是测量噪声系数的最直接方法。在大多数情况下也是最准确地。工程师可在特定的频率围测量噪声系数，分析仪能够同时显示增益和噪声系数帮助测量。分析仪具有频率限制。例如，Agilent N8973A可工作频率为10MHz至3GHz。当测量很高的噪声系数时，例如噪声系数超过10dB，测量结果非常不准确。这种方法需要非常昂贵的设备。
频谱分析仪基础知识性能指标及实用技巧 频谱分析仪是用来显示频域幅度的仪器，在射频领域有“射频万用表”的美称。在射频领域，传统的万用表已经不能有效测量信号的幅度，示波器测量频率很高的信号也比较困难，而这正是频谱分析仪的强项。本讲从频谱分析仪的种类与应用入手，介绍频谱分析仪的基本性能指标、操作要点和使用方法，供初级工程师入门学习；同时深入总结频谱分析仪的实用技巧，对频谱分析仪的常见问题以Q/A的形式进行归纳，帮助高级射频的工程师和爱好者进一步提高。 频谱分析仪的种类与应用 频谱分析仪主要用于显示频域输入信号的频谱特性，依据信号方式的差异分为即时频谱分析仪和扫描调谐频谱分析仪两种。完成频谱分析有扫频式和FFT两种方式：FFT适合于窄分析带宽，快速测量场合；扫频方式适合于宽频带分析场合。 即时频谱分析仪可在同一时间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号设置相对应的滤波器与检知器，并经由同步多工扫瞄器将信号输出至萤幕，优点在于能够显示周期性杂散波的瞬时反应，但缺点是价格昂贵，且频宽范围、滤波器的数目与最大多工交换时间都将对其性能表现造成限制。 扫瞄调谐频谱分析仪是最常用的频谱分析仪类型，它的基本结构与超外差式器类似，主要工作原理是输入信号透过衰减器直接加入混波器中，可调变的本地振荡器经由与CRT萤幕同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，再将混波器与输入信号混波降频后的中频信号放大后、滤波与检波传送至CRT萤幕，因此CRT萤幕的纵轴将显示信号振幅与频率的相对关系。 基于快速傅立叶转换（FFT）的频谱分析仪透过傅立叶运算将被测信号分解成分立的频率分量，进而达到与传统频谱分析仪同样的结果。新型的频谱分析仪采用数位，直接由类比/数位转换器（ADC）对输入信号取样，再经傅立叶运算处理后而得到频谱分布图。 频谱分析仪透过频域对信号进行分析，广泛应用于监测电磁环境、无线电频谱监测、电子产品电磁兼容测量、无线电发射机发射特性、信号源输出信号品质、反无线窃听器等领域，是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具，特别针对无线通讯信号的测量更是必要工具。另外，由于频谱仪具有图示化射频信号的能力，频谱图可以帮助我们了解信号的特性和类型，有助于最终了解信号的调制方式和机的类型。在军事领域，频谱仪在电子对抗和频谱监测中
噪声测量和频谱分析仪器 概述：噪声测量和频谱分析仪器，本底噪声低，动态范围大；模块化设计，配置不同硬件和软件模块,使仪器分别具有噪声频譜分析、积分采集、统计分析、24h测量、脉冲噪声测量、混响时间测量等不同的功能。仪器采用数字检波和开关电容滤波技术，具有精度高、稳定性好、可靠性高等特点。测量和分析结果可以保存、打印、送入计算机。适用于各种工业噪声测量和频谱分析、环境噪声监测，以及建筑物内混响时间测量。 特点：◎超大容量储存；◎大屏幕LCD显示，有背光； ◎F型和G型内置倍频程滤波器；◎D型可测脉冲噪声。 系列产品模块选择和组合及用途，如下表: 模块配置 频谱分析 统计分析 主要技术性能： 模块型号 用途 积分采集和脉冲噪声测量 统计分析和24h测量 统计分析、频谱分析和混响时间测量 符合标准 GB/T3785 1型，JJG188-2002 1级，IEC 61672-1：2002 1级 2级 传声器 AW A14423型预极化测试电容传声器(1/2”)，标称灵敏度50mV/Pa AW A14421 本机噪声 小于18dB(A)，23dB（C），28dB（F） 小于23dB(A) 测量上限 130dB
频率范围 10 Hz～20 kHz 20Hz~12.5kHz 频率计权 A，C，Flat (平直响应) 时间平均 F，S，I及线性平均 指数平均(有效值) F，S及线性平均 量程 10～80，20～90，30～100，40～110，50～120，60～130 线性工作范围 70dB 内置滤波器 —— 1/1倍频程滤波器， 中心频率： 31.5 Hz~16 kHz 1/1倍频程滤波器， 中心频率： 31.5 Hz~8 kHz 测量方式 Lp，Leq，Lmax，Lmin，LAE，E Lp，Leq，Lmax，Lmin，LAE，E，L5，L10，L50，L90，L95和24h测量采样时间间隔 31ms（脉冲测量7.8ms） 31ms 31ms（Tr测量16ms） 积分时间
相位噪声基础及测试原理和方法 相位噪声指标对于当前的射频微波系统、移动通信系统、雷达系统等电子系统影响非常明显，将直接影响系统指标的优劣。该项指标对于系统的研发、设计均具有指导意义。相位噪声指标的测试手段很多，如何能够精准的测量该指标是射频微波领域的一项重要任务。随着当前接收机相位噪声指标越来越高，相应的测试技术和测试手段也有了很大的进步。同时，与相位噪声测试相关的其他测试需求也越来越多，如何准确的进行这些指标的测试也愈发重要。 1、引言 随着电子技术的发展，器件的噪声系数越来越低，放大器的动态范围也越来越大，增益也大有提高，使得电路系统的灵敏度和选择性以及线性度等主要技术指标都得到较好的解决。同时，随着技术的不断提高，对电路系统又提出了更高的要求，这就要求电路系统必须具有较低的相位噪声，在现代技术中，相位噪声已成为限制电路系统的主要因素。低相位噪声对于提高电路系统性能起到重要作用。 相位噪声好坏对通讯系统有很大影响，尤其现代通讯系统中状态很多，频道又很密集，并且不断的变换，所以对相位噪声的要求也愈来愈高。如果本振信号的相位噪声较差，会增加通信中的误码率，影响载频跟踪精度。相位噪声不好，不仅增加误码率、影响载频跟踪精度，还影响通信接收机信道内、外性能测量，相位噪声对邻近频道选择性有影响。如果要求接收机选择性越高，则相位噪声就必须更好，要求接收机灵敏度越高，相位噪声也必须更好。 总之，对于现代通信的各种接收机，相位噪声指标尤为重要，对于该指标的精准测试要求也越来越高，相应的技术手段要求也越来越高。 2、相位噪声基础 2.1、什么是相位噪声 相位噪声是振荡器在短时间内频率稳定度的度量参数。它来源于振荡器输出信号由噪声引起的相位、频率的变化。频率稳定度分为两个方面：长期稳定度和短期稳定度，其中，短期稳定度在时域内用艾伦方差来表示，在频域内用相位噪声来表示。 2.2、相位噪声的定义
课程设计任务书 学生姓名：苗强强专业班级：电信1204 指导教师：阙大顺沈维聪工作单位：信息工程学院 题目: 程控宽带放大器的设计 初始条件： 程控宽带放大器是电子电路中常用模块，在智能仪器设备及嵌入式系统中有广 泛的应用。因此对于电子信息专业的技术人员来说，熟练掌握该项技术很有必要。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体 要求） （1）输入阻抗>1KΩ,单端输入，单端输出，放大器负载电阻为600Ω； （2）3dB通频带10kHz~6MHz，在20kHz~5MHz频带内增益起伏<1dB。 （3）增益调节范围10 dB~40 dB，（通过键盘操作调节）。 （4）发挥部分：当输入频率或输出负载发生变化时，通过微处理器自动调节，保持 放大器增益不变。 （5）电路通过仿真即可。 时间安排： 1. 任务书下达，查阅资料 1天 2. 制图规范、设计说明书讲解 2天 3. 设计计算说明书的书写 5天 4. 绘制图纸 1天 5. 答辩 1天 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位，FIR数字滤波器和IIR滤波器是滤波器设计的重要组成部分。利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现，综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB 作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的过程中，使用窗函数法来设计FIR数字滤波器，用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器，并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析，可知利用MATLAB信号处理工具箱可以有效快捷地设计FIR和IIR数字滤波器，过程简单方便，结果的各项性能指标均达到指定要求。 关键词数字滤波器 MATLAB IIR滤波器 FIR滤波器
一概述 HS5671B型噪声频谱分析仪既是一种测量指数时间计权声级的通用声级计，又是能测量时间平均声级的积分平均声级计和测量声暴露的积分声级计，它还能测量累计百分声级（统计声级），其性能符合GB/T17181-1997和IEC61672-2002标准对1级声级计的要求，同时也符合IEC1260和GB/T3241对1/1，1/3倍频程滤波器和的要求，对射频场敏感度属X类。 本仪器采用了先进的数字检波技术，具有可靠性高、稳定性好、动态范围宽等优点。本仪器采用128×64点阵式液晶显示器带背景光显示，全中文界面，显示内容丰富，操作界面采用菜单方式，有汉字提示功能，用户操作简便，电池供电，测量结果可长期保存在仪器内，通过内置RS-232接口在现场或事后用微型打印机打印出来或送到计算机中去处理。 二主要技术性能 1 传声器：Φ12.7mm(1/2″)予极化测试电容传声器，灵敏度约30mV/Pa 频率范围：10Hz~20kHz， 2 测量范围：25dB~130dB(A) 30dB~130dB(C) 35dB~130dB（L） 3 频率范围：10Hz~20 kHz 4 频率计权：A、C、Lin计权 5 参考方向为电容传声器的轴向 6 参考声压级：94dB 7 时间计权：快（F）、慢（S） 8 检波器特性：数字检波，真有效值 9 仪器类型：1级 10 级量程分高、中、低三档： 高量程H 60dB～130 dB 中量程M 40dB～110 dB 低量程L 25dB～90 dB 每档线性范围≥60dB。以中量程为参考量程。 11 测量时间设定：Man (人工)、10s、1min、5min、10min、15min、20min、30min、1h、8h、24h、24h整时。 12 自动测量功能：Lp、Leq、LAE、LN(L5、L10、L50、L90、L95)、SD、Lmax、Lmin、E、Ld、Ln、Ldn、1/1、1/3滤波器自动测量、混响Tr、噪声数据采集等。*
频谱分析是观察和测量信号幅度和信号失真的一种快速方法，其显示结果可以直观反映出输入信号的傅立叶变换的幅度。信号频域分析的测量范围极其宽广，超过140dB，这使得频谱分析仪成为适合现代通信和微波领域的多用途仪器。频谱分析实质上是考察给定信号源，天线，或信号分配系统的幅度与频率的关系，这种分析能给出有关信号的重要信息，如稳定度，失真，幅度以及调制的类型和质量。利用这些信息，可以进行电路或系统的调试，以提高效率或验证在所需要的信息发射和不需要的信号发射方面是否符合不断涌现的各种规章条例。 现代频谱分析仪已经得到许多综合利用，从研究开发到生产制造，到现场维护。新型频谱分析仪已经改名叫信号分析仪，已经成为具有重要价值的实验室仪器，能够快速观察大的频谱宽度，然后迅速移近放大来观察信号细节已受到工程师的高度重视。在制造领域，测量速度结合通过计算机来存取数据的能力，可以快速，精确和重复地完成一些极其复杂的测量。 有两种技术方法可完成信号频域测量（统称为频谱分析）。 1．FFT分析仪用数值计算的方法处理一定时间周期的信号，可提供频率；幅度和相位信息。这种仪器同样能分析周期和非周期信号。FFT 的特点是速度快；精度高，但其分析频率带宽受ADC采样速率限制，适合分析窄带宽信号。 2．扫频式频谱分析仪可分析稳定和周期变化信号，可提供信号幅度和频率信息，适合于宽频带快速扫描测试。
图1 信号的频域分析技术 快速傅立叶变换频谱分析仪 快速傅立叶变换可用来确定时域信号的频谱。信号必须在时域中被数字化，然后执行FFT算法来求出频谱。一般FFT分析仪的结构是：输入信号首先通过一个可变衰减器，以提供不同的测量范围，然后信号经过低通滤波器，除去处于仪器频率范围之外的不希望的高频分量，再对波形进行取样即模拟到数字转换，转换为数字形式后，用微处理器（或其他数字电路如FPGA,DSP）接收取样波形，利用FFT计算波形的频谱，并将结果记录和显示在屏幕上。 FFT分析仪能够完成多通道滤波器式同样的功能，但无需使用许多带通滤波器，它使用数字信号处理来实现多个独立滤波器相当的功能。从概念上讲，FFT方法
HS6288B型噪声频谱分析仪技术说明书 一、概述 HS6288B型噪声频谱分析仪是一种袖珍式的智能化噪声测量仪器，它集积分、噪声统计、噪声采集等几种功能于一体，主要性能指标符合IEC61672标准和JJG188－2002声级计检定规程对2级声级计的规定要求。 HS6288B具有大屏幕液晶显示、时钟设置、自动测量并存储测量数据等特点，最多可存储500组单组数据、4组整时数据和50组滤波器自动测量数据，并且可以通过RS-232C口把数据传输给HS4784打印或传输给计算机进行处理，在设计上有许多创新，能满足多种测量要求。 本仪器结构紧凑、造型美观、功能多、自动化程度高，可广泛应用于环保、工厂、学校、科研等部门进行噪声测量及分析。 二、主要技术指标 1．传声器：1/2英寸驻极体测试电容传声器（HS14423） 2．测量范围：35dB～130dB(A、C)； 40dB～130dB(Lin) 3．频率计权：20Hz～10kHz 4．时间计权：F( 快 )、 S( 慢 ) 5．滤波器：1/1倍频程 6．自动测量功能：Leq、LAE、SD、LN（L95、L90、L50、L10、L5）、Lmax、Lmin、Ldn、Ld、Ln。 7．测量时间设定：Man、10s、1m、5m、10m、15m、20m、1h、8h、24h、24h整时测量。 8．时钟：年、月、日、时、分、秒设置运行。 9．测量数据自动存储：共500组单组数据，4组整时数据和50组滤波器自动测量数据。 10．接口：分析仪通过RS-232C将数据传输给HS4784打印或传输给计算机处理。 11．校准：使用HS6020校准至93.8dB。 12．显示器：使用专门为噪声测量仪器设计的LCD显示器。 13．电源：使用+9V外接电源(外+内-)，或者用5节5号高能碱性电池。
噪声频谱分析实验报告 一、实验内容： 用HS6288B型噪声频谱分析仪对三种不同的声频进行测量，并对其进行频谱分析，掌握HS6288B型噪声频谱分析仪的使用方法。 二、实验目的和要求： 1、掌握噪声测量及其评定方法；熟悉国家有关标准，初步掌握频谱分析测试技术。 2、了解声级计的工作、结构特点及使用方法。 3、掌握对噪声信号的频谱分析技术。 三、实验仪器设备： HS6288B型噪声频谱分析仪，电脑 四、实验步骤： 1.清除测量数据 按住[运行]键后，再按[复位]键，最后松开[运行]键，LCD显示“CL 1”，此时按[↑]键，LCD右边分别显示“2、3、A、1”循环，右边为“1、2、3、A”时按[运行]键，则分别清除单组数据、整时测量数据、滤波器自动测量数据和所有测量数据。 2.滤波器自动测量 分析仪工作在初始状态时，按两次[方式]键，显示器下方显示所有频率点，表示滤波器自动测量，此时按[定时]键可以选择每个频率点的测量时间（10s、1m、5m、10m、15m、20m、1h），按[运行]键后开始测量，分析仪每测完一个点（包括滤波器自动测量时的线性，线性时显示所有频率字符，不显示频率字符下方对应的点），就计算出Leq值，然后测量下一个频率点，全部测完后存储数据。 3.分别对电脑放出的歌，清唱的歌和电风扇吹动生按上述方法进行测量。 3、记录实验数据和结果，并分析实验结果。 五、注意事项： 1.使用前必须先阅读本说明书，了解仪器的使用方法与注意事项。 2.分析仪使用的传声器是一种精密传感器，请勿碰撞，以免膜片破损，不用时应放置妥当，最好放置在干燥箱中。 3.安装电池或外接电源应注意极性，切勿接反，仪器长期不使用时应取下电池，以免漏夜损坏仪器。 4.仪器使用前最好先预热2分钟，特别是温度较高时测量低声级的情况下。 5.仪器应避免放置于高温、潮湿、有污水、灰尘及含酸、碱成份高的空气或化学气体的地方，避免阳光直射。 6.请勿擅自拆卸仪器，如果仪器工作不正常，可送修理单位或厂方检修。 六、实验记录和实验结果分析（自己写，记得要画频谱图） 七、实验总结（自己写）
实验报告 一、实验名称 噪声中正弦信号的经典法频谱分析 二、实验目的 通过对噪声中正弦信号的经典法频谱分析，来理解和掌握经典谱估计的知识，以及学会应用经典谱估计的方法。 三、基本原理 1．周期图法：又称直接法。把随机信号)(n x 的N 点观察数据)(n x N 视为一能量有限信号，直接取)(n x N 的傅里叶变换，得)(jw N e X ，然后再取其幅值的平方，并除以N ，作为对)(n x 真 实的功率谱)(jw e P 的估计，以)(?jw PER e P 表示用周期图法估计出的功率谱，则2)(1)(?w X N w P n PER =。 2．自相关法：又称为间接法功BT 法。先由)(n x N 估计出自相关函数)(?m r ，然后对)(?m r 求傅里叶变换得到)(n x N 的功率谱，记之为)(?w P BT ，并以此作为对)(w P 的估计，即1,)(?)(?-≤=--=∑N M e m r w P jwm M M m BT 。 3．Bartlett 法：对L 个具有相同的均值μ和方差2σ的独立随机变量1X ，2X ，…，L X ，新随机变量L X X X X L /)(21+++= 的均值也是μ，但方差是L /2σ，减小了L 倍。由此得 到改善)(?w P PER 方差特性的一个有效方法。它将采样数据)(n x N 分成L 段，每段的长度都是M ，即N=LM ，第i 段数据加矩形窗后，变为L i e n x M w x M n jwn i N I PER ≤≤=∑-=-1,)(1)(?2 10 。把)(?w P PER 对应相加，再取平均，得到平均周期图2 1110 )(1)(?1)(∑∑∑==-=-==L i L i M n jwn i N i PER PER e n x ML w P L w P 。 4．Welch 法：它是对Bartlett 法的改进。改进之一是，在对)(n x N 分段时，可允许每一段的数据有部分的交叠。改进之二是，每一段的数据窗口可以不是矩形窗口，例如使用汉宁窗或汉明窗，记之为)(2n d 。这样可以改善由于矩形窗边瓣较大所产生的谱失真。然后按Bartlett
风机噪声频谱特性的测量及分析 一、试验目的 1.了解噪声的危害及声传播特性 2.掌握普通声级计的工作机理、组成结构和使用方法 3.掌握噪声频谱特性分析 4.掌握噪声频谱图的绘制与应用 二、试验项目 1.室内风机噪声的A 声级的测量 2.风机噪声的1/1倍频程或1/3倍频程声压级测量 3.画出室内风机的噪声频谱图并进行频谱分析 三、实验原理 1.噪声的测量 1.1 A 计权声级 A 计权的频率相应与人耳对宽频带的声音的灵敏度相当，目前A 计权已被所有的管理机构和工业部门的管理条例所普遍采用，成为最广泛应用的评价参量，所以把测得的频带声压级转换成A 计权声压级。用A 计权网络测得的声级，用L A 表示，单位dB(A)。 当噪声的倍频程的声压级或1/3倍频程声压级为已知时，相应的A 计权声级可以由下面的公式进行转换： 式中L pi ――第i 个倍频程的声压级。 ΔL Ai ――相应的A 计权网络的修正值，简称A 修正。 1.2 等效声级 A 声级虽然能较好地反映人耳对噪声强度和频率的主观感觉，但只适用于连续 而稳定宽频带的噪声评价，但是噪声通常是无规律的，起伏不定或者时断时续的，是非稳态的，这是采用A 声级显然是不合适的。等效连续A 声级定义为某时段内的非稳态噪声的A 声级，用能量平均的方法，以一个连续不变的A 声级来表示该时段内的噪声声级，用公式表示为： 式中：A L ――时间t 内的A h 或min ； 在相等的采样时间间隔下，若时间划分的段数为N ，则测量时段内的等效连续A 声级表达式为： 式中： L Ai ――――第i 个A 计权声级，dB （A ）； N ―――测试数据个数 不等采样时间间隔下，则测量时段内的等效连续L eq A 声级可通过以下表达式计 ] 10lg[101)(1.0∑=?+=n i L Lpi A Ai L