为了对客不雅观天下的声音信息进行拾取、记录、放大和传输，研制了声音旗子暗记处理设备。声音旗子暗记处理设备处理的工具是人耳声频域（20 Hz～20 kHz）内的音频旗子暗记，音频旗子暗记发生器是丈量声音旗子暗记及处理设备性能指标必不可少的仪器。早期音频旗子暗记发生器由基本的LC振荡电路及外围电路组成，构造大略、本钱较低，但设备笨重、频率精度不高。目前常用的音频旗子暗记发生器普遍由单片机及外围电路组成，频率稳定，但都通过粗调、细调改变幅度、频率，操作麻烦，不能立时改变变量到所需值的大小。
针对传统音频旗子暗记发生器的缺陷，本文采取一款性价比高、功耗低的ARM Cortex-M4掌握芯片，制作了一台智能音频旗子暗记发生器。该发生器的频率、幅度连续可调，按步进1 Hz、1 mV线性变革，兼具频率、幅度稳定的优点；通过PC端掌握面板，直接输入幅度、频率值，就能快速地得到所须要的音频旗子暗记，精度高；一改旗子暗记发生器必须近间隔调试的缺陷，可通过以太网直接远间隔操控。
1 总体设计
该音频旗子暗记发生器采取模块化设计，通过调用各个功能模块，实现主控打算机可远间隔快速掌握音频旗子暗记发生器输出旗子暗记的幅度、频率值。该系统以ARM Cortex-M4为核心，系统总体框图如图1所示。
2 硬件设计
该音频旗子暗记发生器通过主控打算机的掌握面板输入掌握幅度、频率值的指令，通过以太网快速远间隔传输到旗子暗记发生器，掌握数字合成音频旗子暗记的幅度、频率值，终极通过音频输出端口输出所需音频旗子暗记。
2.1 掌握芯片
掌握系统的核心STM32F429因此ARM Cortex-M4为内核的新型微掌握器芯片，它的停滞模式电流降至100 μA（范例值），降落了停滞模式的电流花费，可延长便携运用电池的寿命，频率高达180 MHz，拥有市场领先的性能和图形处理功能。该芯片包含3个12 bit A/D转换器，多达24个通道，转换速率为2.4 MSPS，在扫描模式下，自动转换在选定的一组仿照输入中进行；还包括2个12 bit D/A转换器，可独立或同时转换。同时集成了大部分存储器掌握器，可外接一个高速SDRAM作为内存扩充，有很高的性价比。
2.2 远间隔掌握电路
以太网远间隔掌握是全体掌握系统中的一个主要部分。该发生器通过以太网与PC连接，操控PC掌握面板，按照哀求输入所需的幅度、频率值，通过以太网把掌握命令远间隔地传输给音频旗子暗记发生器，达到远程掌握的目的。
该以太网接口芯片DP83848CVV是一个全功能自适应网络连接速率10/100 Mb/s的单端口物理器件，许可设备利用所需操作电源的绝对最小值，供应低功耗性能。该芯片包括一个25 MHz的时钟输出，使运用程序含有最少的外部器件，进而降落本钱；同时支持10BASE-T和100BASE-TX的以太网协议，以确保与其他基于以太网标准办理方案的兼容性和互操作性。
2.3 SDRAM
同步动态随机存储器SDRAM与系统总线同步，无等待周期，而且是双存储体构造，读取效率得到成倍提高。SDRAM体积小、速率快、容量大、价格低，是比较空想的内存扩展器件。
该系统采取的SDRAM为MT48LC32M16A2P-7E，它的内存高达256 MB，在时钟频率66 MHz、100 MHz、133 MHz之间兼容，所有旗子暗记寄存在系统时钟的上升沿，自动预载，时钟使能CKE中的停用时钟供应预充电掉电和自刷新操作，在断电和自刷新模式下，包括CLK的输入缓冲区被禁用，供应低待机功耗。对每一行自动刷新的循环周期为64 ms，刷新命令一次对一行有效，发送间隔为7.812 5 μs，从而供应无缝、高速、随机访问操作。A0～A11作为SDRAM的行地址线，同时A0～A7又复用为列地址线，BA0和BA1作为bank选择线，运用读、写或预充电命令。其掌握接口如图2所示。
旗子暗记采样频率为48 kHz，每个样点采取16 bit量化，如果最小频率分辨率为1 Hz，所需查表的大小为48 k×16 bit，共需48 k×16 bit的RAM空间。显然SDRAM的存储空间足够利用，也便于往后该发生器对方波、三角波等波形的扩展。
3 软件设计
全体系统采取模块化设计，除主程序外，各功能子程序分别实行PC端输入掌握命令、以太网传输、SDRAM内存扩展、正弦查询表映射、数模转换等相应功能，系统主程序流程如图3所示。
3.1 PC端掌握
旗子暗记发生器可产生正弦波、方波、三角波等规则波形旗子暗记，本旗子暗记发生器仅以正弦波为例。
音频旗子暗记发生器的PC掌握端采取Java技能，由于它可跨平台操作，具有卓越的通用性、高效性，以是设计的PC掌握端具有界面友好、操作大略、本钱低、随意马虎实现等优点。所设计的PC掌握界面如图4所示，部分程序如下：
JPanel jp0，jp1；
JPanel jp2，jp3；
JLabel j0，j1，j2；
JTextField txt1，txt2；
JButton Bopen，Bclose；
public TianComm{
jp0=new JPanel；
jp1=new JPanel；
jp2=new JPanel；
jp3=new JPanel；
j1=new JLabel（\"大众频率（Hz）：\公众）；
//输入频率值，单位为Hz
j2=new JLabel（\"大众幅度（mV）：\"大众）；
//输入幅度值，单位为mV
txt1=new JTextField（10）；
txt2=new JTextField（10）；
Bopen=new JButton（\公众打开\"大众）；//打开掌握面板
Bclose=new JButton（\"大众关闭\公众）；//关闭掌握面板
…}
对掌握界面进行操作时应把稳以下事变：
（1）“打开”和“关闭”按钮分别代表打开和关闭掌握端；
（2）频率以Hz为单位，分辨率为1 Hz，如果频率为2 000 Hz，就在频率栏填写2 000；幅度以mV为单位，分辨率为1 mV，如果须要1 V，则在幅度行输入1 000，然后按回车键即可。
3.2 数字合成音频旗子暗记
直接采取数字技能合成正弦音频旗子暗记，不仅在转换速率上要优于一样平常电路，在合成精度上也要优于一样平常振荡电路，而且具有与标准频率源相同的频率准确度和稳定度。输出旗子暗记频率常日可按十进制数字选择，最高能达11位数字的极高分辨力。
旗子暗记发生部分由主机产生数字音频流，通过STM32F429自带的数模转换功能得到所需的仿照旗子暗记。在数字音频处理中，声音和数据的转换有多种办法，本设计采取脉冲编码调制（PCM），不进行压缩数据便可完成此功能，数据以常见的波形（WAVE）格式保存。关于频率设置的部分程序如下：
int FreSwitch（uint16_t fre）
{
switch（fre）{
case 20：
FreIndex=0；
VS1003_SineTest（2，SIN_SAMPLE_RATE_25600，1）；
//20 Hz break；
case 21：
FreIndex=1；
VS1003_SineTest（2，SIN_SAMPLE_RATE_16000，2）；
//21 Hz
break；
case 22 ：
FreIndex=2；
VS1003_SineTest（2，SIN_SAMPLE_RATE_40320，1）；
// 22 Hz
4 实物调试
全体研究过程通过了仿照试验及系统软硬件设计，终极实现预期目标。
该旗子暗记发生器的截止频率设定为20 kHz，大于20 kHz的旗子暗记都是滋扰旗子暗记，通过较大幅度的衰减进行滤除，从而担保较小的旗子暗记谐波失落真。
接通电源后，通过打算机掌握旗子暗记发生器的旗子暗记频率、幅值等参数，通过以太网把掌握命令字传输给发生器，发生器对掌握字进行周期性扫描，频率、幅度掌握字须要转换成二进制，传送到单片机STM32F429，接到命令后通过正弦查询表映射成数字量旗子暗记，通过单片机本身的数模转换功能即可得到所需的音频旗子暗记。由于输出后的正弦旗子暗记会涌现失落真征象，需通过滤波器进行滤波，从而得到精确的正弦旗子暗记。
通过示波器对设计的音频旗子暗记发生器发出的音频旗子暗记进行采集，结果如表1所示。
设置频率为10 kHz、幅值为1 Vpp，用一台示波器来比拟传统音频旗子暗记发生器与本文所设计的音频旗子暗记发生器的波形曲线，如图5所示。
通过测试，本设计实现的音频旗子暗记发生器的基本功能达到了预期效果，其频率相应为±0.4 dB，失落真度掌握在0.5%，而传统音频旗子暗记发生器的失落真度在20 Hz～100 Hz时≤0.8%，在100 Hz～20 kHz时≤0.5%。
5 结论
本文设计的音频旗子暗记发生用具有操作大略、旗子暗记稳定、精度高、体积小、便于携带等特点，可运用于电声器件的听音测试、扬声器的老化试验等各种音频电子丈量和掌握场合。通过PC掌握端直接输入所需音频旗子暗记的幅度、频率值，借助以太网远间隔掌握，而不必每次亲临现场，也不必每次通过粗调、细调即可达到哀求。通过集线器可同时输出多路相同音频旗子暗记，对多台相同仪器进行丈量。利用数字合成技能合成音频旗子暗记，简化电路，具有与标准频率源相同的频率准确度和稳定度；也可合成方波、三角波等规则波形，只需在PC掌握面板上添加旗子暗记类型选择项即可实现硬件的单一化、软件的多元化，节约本钱。
