如何使用 c 和微控制器以奈奎斯特频率对音频进行采样？答案

【问题标题】：How would I sample an audio tract at nyquist frequency using c and a micro-controller?如何使用 c 和微控制器以奈奎斯特频率对音频进行采样？
【发布时间】：2010-12-25 15:38:55
【问题描述】：

这是尽可能简单和不那么模糊的，所以请尝试帮助我。

通过这个，意思是我想：

1) 输入音轨 (Anaglod)

2) 使用微控制器 ADC 将其转换为数字输出

3) 然后有微控制器/电路板定时器示例所选间隔的数据。

4) 告诉董事会采取“抽样音轨”，现在对其进行采样率2B，（B表示最高频率。

F= 频率

F(Hz=1/s) E.x. 100Hz = 1000（循环/秒） F(s)= 1/(2f)

示例问题：1000 赫兹 = 最高频率 1/2(1000hz) = 1/2000 = 5x10(-3) sec/cyc 或采样率 5毫秒

5) 将其吐回板 ADC 和将其转换回模拟，因此输出是一个完美的重建初始音轨。

使用傅立叶分析，我将确定我将对轨道进行采样的最高频率。

但是从理论上讲，这听起来很简单直接，但我需要用 C 语言对此进行编程，并利用我的 msp430 芯片/实验板对轨道进行采样。

我将使用 Texas Instruments CCS 和 Octave 进行编程和调试。 This 是我将要使用的开发板。

问题：

C 语言适合这个吗？我可以得到任何关于如何使用 C 以奈奎斯特频率对大头钉进行采样的示例吗？ C 中的哪些代码会告诉开发板使用 ADC 组件？以及任何相似的推荐信息或对我有帮助的这个项目。

【问题讨论】：

使用傅里叶分析来确定采样频率的步骤没有多大意义。请详细说明。
只用它来确定最高频率，然后在 nyquist 采样，即 2(f)。所以我只想用傅里叶分析来确定 F。
你有一个“鸡和蛋”的问题——你需要先采样，然后才能进行 FFT，如果你的采样率太低，就会出现混叠，因此 FFT 将无效。我怀疑这无论如何都不会飞，因为您的 ADC 和 DAC 上可能没有合适的低通滤波器用于音频。最好使用带有合适 ADC、DAC 和抗混叠滤波器的实际 DSP 评估板。
我四处询问，目前的板 ADC 适合 dsp。和采样率不能太低，因为如果它等于或高于奈奎斯特频率，它将产生完美的重建。您建议的操作是什么，以创建以奈奎斯特频率采样的 c 代码？
Richard Baraniuk 是建议这个板用于简单 dsp 进程的人

标签： audio signal-processing microcontroller sampling

【解决方案1】：

我不完全明白你想做什么，但我会回答你的具体问题。

是的，C 是正确的语言。

您应该查看德州仪器网站上的应用程序代码，了解如何与 ADC 交互。您可以从page you linked 底部列出的example code 开始。它有显示如何使用 ADC 的 C 代码。

顺便说一句，ADC 仅将模拟转换为数字。要将数字转换为模拟，您需要一个 DAC，而该板似乎没有。

【讨论】：

【解决方案2】：

5) ADC 不进行数模转换，因为它是 ADC，而不是 DAC。但是您可以使用带低通滤波器的 PWM 来输出模拟信号。

以奈奎斯特频率采样信号通常是个坏主意。这将在高频处引起大量混叠。例如频率为 F-deltaF 的信号，其中 deltaF 很小，看起来像 F 幅度被 2deltaF 调制。

这就是为什么 CD 采样率为 44.1 kSPS，而不是 30 kSPS（两倍于 15 kHz -- 更高的频率限制）。

【讨论】：

【解决方案3】：

您必须以两倍于信号最高频率的频率对信号进行采样。否则你会得到混叠效果（原始信号失真）。使用傅立叶分析无法确定信号中的最高频率，因为要执行 fft，您必须将模拟信号转换为数字值 - 使用转换频率（您希望使用 fft 确定）。

输入信号中的最高频率由模拟输入滤波器定义，信号在模数转换之前必须通过该滤波器。

【讨论】：