软件频谱分析仪,SpectraLAB,实战指南.doc

软件频谱分析仪SpectraLAB实战指南 1．简介 音频工作者对频谱分析仪一定不陌生，这是一种用来对被测信号进行频率及频谱分析的重要测量仪器，广泛应用于电声测量、音频制作4、信号分析乃至振动测试等领域。随着数字技术的飞速发展，这种复杂仪器已经可以在一台普通的多媒体计算机上用软件来实现，这就是本文所要介绍的软件频谱分析仪SpectraLAB。 首先让我们来看看SpectraLAB的主界面（如图一所示）。 图一：SpectraLAB的主界面 SpectraLAB的基本工作原理是对所测量的音频信号进行FFT变换（Fast Fourier Transform，即快速傅立叶变换），把时域信号转变为频域信号，此基础上可以进行各种分析。当然，模拟音频信号先要从声卡的MIC端口或LINE IN端口输入，在声卡内完成数模转换，变成数字音频信号以后，才能被计算机系统处理。 SpectraLAB的用途非常广泛，它可以对音频信号进行复杂的分析，实时显示出音频信号的时域图，频谱图，相位图，彩色声谱图，以及3D频谱图，并可以实时计算出峰值振幅、峰值频率、谐波失真、互调失真、信噪比等声频参数。SpectraLAB软件还有音频信号发生器的功能，可以产生白噪声、粉红噪声、扫频信号、三角波、方波、锯齿波等声学测量中常用的信号。 有人可能会觉得，用软件来作为测量仪器，能行吗？反应速度跟得上吗？性能怎么样？其实所有这样的担心都是多余的，SpectraLAB的性能相当不错，实时响应速度非常快，功能很强大。与硬件设备相比，它还具有独到的优点：操作、显示界面友好，帮助文件很详尽，可以把测量结果保存下来，还能显示三维频谱图。 2．对系统的要求： SpectraLAB对系统的要求不高，最低要求是： 硬件： IBM PC 或兼容机 80386 DX CPU 或更高 (推荐至少用486DX） 最少8 MB 内存 256色以上VGA彩显 最少4MB硬盘空间 16位声卡 软件： Windows95/98 或 Windows 3.1 + Win32s，或WindowsNT 3．快速熟悉SpectraLAB 3.1 工作模式的选择 使用SpectraLAB之前要先选择它的工作模式，在顶部菜单Mode一栏中选择，如图所示。 共有三种工作模式，用途分别是： 实时模式：（菜单Mode/Real Time）在输入信号的同时进行实时测量，信号既可以是来自声卡外部的模拟音频信号，也可以是计算机内部正在播放的音频流。 录音模式：（菜单Mode/Recorder），这时候的频谱仪相当于一台录音机，可以边录音边实时测量，并把录制的音频信号保存下来。 后处理模式：（菜单Mode/Post Process）用于对已有的音频波形文件进行分析。 3.2 选择显示界面 在软件上端的View菜单中可以选择显示界面。 共有五种显示界面，分别是： 1．Time Series：时间序列，显示音频信号的时域波形曲线，即振幅#0;#0;时间曲线，相当于示波器的显示屏。图三所示为白噪声信号的时域波形。 2．Spectrum：频谱，显示音频信号的频谱曲线，即振幅#0;#0;频率曲线，图四所示为1kHz音频信号的频谱曲线，从图中可以清楚地观察到1kHz基音及其高次谐波的相对振幅。 3．Phase：相位，显示音频信号的相位相位，即相位#0;#0;频率曲线，可用于比较两个通道信号的相位差。如图五所示。 4．Spectrogram：彩色声谱图，即频率#0;#0;时间曲线，显示音频信号随时间变化的频谱构成，并以不同的颜色来表示振幅。图六所示为1kHz锯齿波信号的彩色声谱图。 5．3D Surface：三维表面，显示音频信号的三维频谱曲面图，即频率#0;#0;时间#0;#0;振幅曲面，相当于在二维频谱曲线上再加上一条时间轴。图七所示为1kHz锯齿波信号的三维频谱图。 3.3 选择待测参数 SpectraLAB可以根据测试的音频信号实时计算出信号或电声器件的各种指标。在顶端的Utilities菜单内选择参数（如图八所示），就会弹出相应的小窗口，显示出相应的指标来。 各参数含义如下： 1, Peak Frequency：峰值频率，即整个信号频谱中最强成分的频率。 1, Peak Amplitude：峰值振幅，即整个信号频谱中最强成分的振幅。 2, Total Power：总功率，即整个信号的总均方根功率。 3, Total Harmonic Distor