[发明专利]一种自适应提高频率测量精度的音频信号测量方法

权利要求书

1.一种自适应提高频率测量精度的音频信号测量方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤S1、为进行采样的模数转换器设定一固定的采样率Fs以及设定偏差比例为k；

步骤S2、初次采样时设置数据抽取数m=1，对模数转换器采样回来的数据量不做任何处理；

步骤S3、执行初次信号采集，读取模数转换器采样回来的N个数据并储存在存储器中；

步骤S4、完成存储后对N个数据执行加窗处理后做FFT运算处理，产生N个的复数形式的数据，并根据模数转换器的采样率Fs、N个复数形式数据、数据抽取数m以及窗函数的校准算法计算输入信号的主频率f1；

步骤S5、设输入信号的主频率f1与当前的频率分辨率fp的倍数关系为x，且x=f1/fp，fp=Fs/N，根据输入信号的主频率f1计算当前倍数关系x的数值，将倍数关系x的值与设定的偏差比例k的值进行比对；

步骤S6、当xk时，根据初次采样获得输入信号的主频率f1、初次采样数据个数N、设定的偏差比例k以及当前的频率分辨率fp进行数据抽取数m的调整，数据抽取数m的值根据中间变量n进行取值，n=（fp*k）/（N*f1），同时依据调整后的数据抽取数m执行二次信号采集，并获得新的N个数据，对新的N个数据执行加窗处理后做FFT运算处理，产生新的N个复数形式的数据；

步骤S7、根据模数转换器的采样率Fs、新的N个复数形式数据、数据抽取数m以及窗函数的校准算法计算输入信号的主频率f2；

步骤S8、根据调整后输入信号的主频率f2计算当前倍数关系x的数值，将倍数关系x的值与设定的偏差比例k的值进行比对，当x=k的值时表示频率分辨率达到设定范围并输出测量结果，反之则返回步骤S6。

2.根据权利要求1所述的一种自适应提高频率测量精度的音频信号测量方法，其特征在于，步骤S4和步骤S7中窗函数为nuttall 四项三阶窗函数。

3.根据权利要求2所述的一种自适应提高频率测量精度的音频信号测量方法，其特征在于，所述nuttall四项三阶窗函数的校准算法计算频率包括以下步骤：

步骤C1、数据经过FFT运算处理后为N个复数形式数据 x+yj，计算获得N个复数数据的模p，；

步骤C2、找到模值最大的数据和模值第二大的数据以及数据对应在N个数据中的顺序位置和；

步骤C3、根据上述参数计算校准系数，；

步骤C4、根据上述参数计算校准系数，，其中、、均为Nuttall四项三阶的计算系数的常数；

步骤C5、计算频率f，。

4.根据权利要求1所述的一种自适应提高频率测量精度的音频信号测量方法，其特征在于：步骤S6中数据抽取数m的取值需满足m=n且为当前的频率分辨率fp的约数。

5.根据权利要求1所述的一种自适应提高频率测量精度的音频信号测量方法，其特征在于，步骤S6中依据调整后的数据抽取数m执行二次信号采集的方法具体为：每次读取信号时读取m个数据，取当次读取m个数据中最后读出的数据保存至存储器中，完成N次数据保存后获得新的N个信号数据。