一种总谐波失真加噪音的测量方法与流程

本发明涉及信号测量，尤其涉及一种总谐波失真加噪音的测量方法。

背景技术：

1、在音频测试系统和相关领域，评估信号回路系统中引入的失真和噪音是至关重要的。特别是总谐波失真加噪音(thd+n)是一个常用的指标，用于衡量系统输出信号的质量。

2、目前已经存在一些测量总谐波失真加噪音的方法。然而，现有的方法在准确性、复杂性和效率方面仍然存在一些局限性。其中现有的方法无法准确区分谐波成分和噪音，导致测量结果不准确；需要复杂的计算过程或专用设备，限制了其应用范围和可行性。

3、综上所述，提出一种准确、有效地评估音频系统性能的总谐波失真加噪音的测量方法是十分有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种总谐波失真加噪音的测量方法，实现了准确、有效地评估音频系统性能，提供了更准确和可靠的总谐波失真加噪音测量结果。

2、为实现上述目的，本发明采用的一种总谐波失真加噪音的测量方法，包括如下步骤：

3、采集信号，取100hz～16khz的1/12倍频程的正玄步进信号作为激励信号，使用扬声器播放激励信号，通过麦克风及采集卡对输出信号进行采集；

4、对采集的输出信号进行预处理，得到子信号的激励信号和响应信号；

5、将预处理后的信号复制成两份，分别进行基波计算处理、谐波和噪音计算处理；

6、在频谱图中选择除谐波分量以外的其他分量，记录噪音；

7、计算每一频点的总谐波失真加噪音值，并绘制每一频点的总谐波失真加噪音值；

8、获得总谐波失真加噪音值关于频率点的曲线，根据检测厂家设定的阈值来判断产品合格情况。

9、其中，在对采集的输出信号进行预处理，得到子信号的激励信号和响应信号的步骤中，对采集的输出信号进行预处理的过程为：

10、将采集的输出信号记为signal0，将signal0前面的一段空白信号进行剔除，只保留扬声器发音到结束时的完整信号，并把该完整信号记为signal1；

11、给signal1添加一个20hz～20khz的带通滤波器，并根据硬件校准值，对signal1进行幅值修正，作为响应信号；

12、将激励信号和响应信号按照激励信号的频率划分为多个子信号，每个子信号对应着激励信号中的一个频率点；

13、剔除子信号的前两个周期和后一个周期的波形，只保留中间部分的波形。

14、其中，在将采集的输出信号记为signal0，将signal0前面的一段空白信号进行剔除，只保留扬声器发音到结束时的完整信号，并把该完整信号记为signal1的步骤中：

15、空白信号为麦克风及采集卡采集到的环境噪音。

16、其中，在将预处理后的信号复制成两份，分别进行基波计算处理、谐波和噪音计算处理的步骤中，进行基波计算处理过程为：

17、给子信号的响应信号加上汉宁时间窗；

18、对子信号的响应信号进行快速傅里叶变换，得到频域信号；

19、计算当前步进频率的基波电压。

20、其中，在将预处理后的信号复制成两份，分别进行基波计算处理、谐波和噪音计算处理的步骤中，进行谐波和噪音计算处理过程为：

21、使用iir陷波滤波器处理信号，将子信号的响应信号输入到iir陷波滤波器中，输出被滤波后的信号；

22、使用快速傅里叶变换对滤波后的信号进行频谱分析，通过频谱分析得到滤除基波后信号的频谱图；

23、从频谱图中找到与目标谐波频率对应的分量，设置一个谐波频率整数倍阈值提取谐波分量；

24、从频谱图中找到除了被滤波掉的基波以外的所有频率的分量，分量包括各种谐波及其他非基波的分量；

25、对于每个频率分量，计算其功率及能量。

26、本发明的一种总谐波失真加噪音的测量方法，通过采集信号，取100hz～16khz的1/12倍频程的正玄步进信号作为激励信号，使用扬声器播放激励信号，通过麦克风及采集卡对输出信号进行采集；对采集的输出信号进行预处理，得到子信号的激励信号和响应信号；将预处理后的信号复制成两份，分别进行基波计算处理、谐波和噪音计算处理；在频谱图中选择除谐波分量以外的其他分量，记录噪音；计算每一频点的总谐波失真加噪音值，并绘制每一频点的总谐波失真加噪音值；获得总谐波失真加噪音值关于频率点的曲线，根据检测厂家设定的阈值来判断产品合格情况；通过上述方式，实现了准确、有效地评估音频系统性能，提供了更准确和可靠的总谐波失真加噪音测量结果。

技术特征：

1.一种总谐波失真加噪音的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的总谐波失真加噪音的测量方法，其特征在于，在对采集的输出信号进行预处理，得到子信号的激励信号和响应信号的步骤中，对采集的输出信号进行预处理的过程为：

3.如权利要求2所述的总谐波失真加噪音的测量方法，其特征在于，在将采集的输出信号记为signal0，将signal0前面的一段空白信号进行剔除，只保留扬声器发音到结束时的完整信号，并把该完整信号记为signal1的步骤中：

4.如权利要求1所述的总谐波失真加噪音的测量方法，其特征在于，在将预处理后的信号复制成两份，分别进行基波计算处理、谐波和噪音计算处理的步骤中，进行基波计算处理过程为：

5.如权利要求1所述的总谐波失真加噪音的测量方法，其特征在于，在将预处理后的信号复制成两份，分别进行基波计算处理、谐波和噪音计算处理的步骤中，进行谐波和噪音计算处理过程为：

技术总结本发明涉及信号测量技术领域，具体涉及一种总谐波失真加噪音的测量方法；取正玄步进信号作为激励信号，使用扬声器播放激励信号，通过麦克风及采集卡对输出信号进行采集；对采集的输出信号进行预处理；将预处理后的信号复制成两份，分别进行基波计算处理、谐波和噪音计算处理；在频谱图中选择除谐波分量以外的其他分量；计算每一频点的总谐波失真加噪音值，并绘制每一频点的总谐波失真加噪音值；获得总谐波失真加噪音值关于频率点的曲线，根据检测厂家设定的阈值来判断产品合格情况，通过上述方式，实现了准确、有效地评估音频系统性能，提供了更准确和可靠的总谐波失真加噪音测量结果。技术研发人员：程飞,巴楠,刘清波,杨蕊琦受保护的技术使用者：方博科技（深圳）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29