Компьютерный практикум по цифровой аудиотехнике. Вологдин Э.И. - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУТ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

39
памяти, а текущего - в долговременной. Наиболее эффективно БПФ применяется для
вычисления спектра фонограмм, осуществляемого в режиме пост обработки, так как
при этом не предъявляются высокие требования к быстродействию, как это имеет место
при измерении спектра в реальном времени.
Модель БПФ упрощенно можно представить в виде набора фильтров с одинаковой
полосой пропускания
F
, которые перекрывают частотный диапазон от 0 до частоты
Найквиста. Ширина полосы пропускания определяется частотой дискретизации
s
f
и
числом выборок
fft
N
, используемых при анализе
s
fft
f
F
N
(4-7)
Так, при
48
s
f
кГц и
2048
fft
N
23,4F
Гц, и она сокращается вдвое при
каждом удвоении числа выборок. Число элементов оперативной и долговременной
памяти равно гипотетическому числу полосовых фильтров, и рассчитывается оно путем
деления частоты Найквиста на ширину полосы пропускания. Чем больше разрешение,
тем больше требуется объем памяти. Для визуализации спектра каждый элемент памяти
привязывается к средней частоте полосы пропускания фильтра.
Нижняя граница анализируемой полосы спектра
l
F
связана с шириной полосы
пропускания фильтров примерным равенством
2
s
l
fft
f
F
N
(4-8)
и при
2048
fft
N
Время спектрального анализа
T
блока данных длиной
fft
N
определяется равенством
1
fft
s
N
T
fF
(4-9)
Для приведенного выше примера оно составляет 42 мс. За время
T
вычисляется
мгновенный спектр фонограммы, относящийся к текущему времени
iT
.
В процессе измерения мгновенного спектра рассчитывается эффективное значение
напряжения звукового сигнала в каждой из полос, и результаты фиксируются в
оперативной памяти. При этом время интеграции равно времени анализа
T
.
Длительность фонограммы может быть от нескольких секунд до 5…6 часов. В
процессе спектрального анализа с интервалом
T
будут повторяться измерения
мгновенного спектра. Результаты измерения мгновенного спектра из оперативной памяти
передаются в долговременную, в которой со временем интеграции, равным длительности
фонограммы
T
, вычисляется текущий спектр. Если при измерении мгновенного спектра
используется усреднение по времени, то при измерении текущего спектра производится
усреднение по множеству.
Погрешность БПФ. Заметим, что результат вычислений БПФ является спектральной
плотностью мощности только при условии, что
1F
Гц. В противном случае
необходимо вводить коррекцию. Погрешность измерения уровня спектральной плотности
рассчитывается по формуле

Страницы