利用MathWorks测量音频设备的频率响应

频率响应（FR）是表征音频设备或组件保真度的重要参数。

此示例需要能够记录和播放音频的设备以及合适的音频驱动器。要了解有关示例如何记录和播放音频数据的更多信息，请参阅audioDeviceReader和audioDeviceWriter。

FR测量技术说明

FR测量将音频设备的输出电平与已知的输入电平进行比较。基本FR测量由两个或三个测试频率组成：中、高和低频。

在本例中，通过将正弦波从范围内的最低频率扫到最高频率来执行听觉范围FR测量。平坦响应表示音频设备对所有频率的响应相同。

设置实验

在本例中，通过audioDeviceWriter播放音频信号，然后通过audioDevice Reader录制信号，从而测量FR。对录线用于将声卡的音频输出端口物理连接到其音频输入端口。

音频设备读写器

要启动，请使用audioDeviceReader系统对象™ 和audioDeviceWriter系统对象，以连接到音频设备。本例使用Focusrite Scarlett 2i2音频设备，采样率为48 kHz。

采样率 = 48e3；
device = "Focusrite USB ASIO" ;

aDR = audioDeviceReader( ... 
      SampleRate=sampleRate, ... 
      Device=device, ... 
      Driver= "ASIO" , ... 
      BitDepth= "16-bit integer" , ... 
      ChannelMappingSource= "Property" , .. .
      通道映射=1);

aDW = audioDeviceWriter( ... 
      SampleRate=sampleRate, ... 
      Device=device, ... 
      Driver= "ASIO" , ... 
      BitDepth= "16-bit integer" , ... 
      ChannelMappingSource= "Property" , .. .ChannelMapping 
      =1);

测试信号

测试信号是正弦波，每帧1024个样本，初始频率为0Hz。频率以50 Hz的增量增加，扫过可听范围(20Hz-20kHz)。

每帧样本 = 1024；
sineSource = audioOscillator( ... 
      Frequency=0, ... 
      SignalType= "sine" , ... 
      SampleRate=sampleRate, ... 
      SamplesPerFrame=samplesPerFrame);

频谱分析仪

使用spectrumAnalyzer可视化音频I/O系统的FR。在整个实验中使用频谱估计的20个平均值，并且将分辨率带宽设置为50Hz。采样频率设置为48 kHz。

分辨率宽度 = 50;
导航= 20;

scope = spectrumAnalyzer( ... 
      SampleRate=sampleRate, ... 
      RBWSource= "property" ,RBW=RBW, ... 
      AveragingMethod= "exponential" , ... 
      ForgettingFactor=0, ... 
      FrequencySpan= "开始和-停止频率” , ... 
      StartFrequency=0, ... 
      StopFrequency=sampleRate/2, ... 
      PlotAsTwoSidedSpectrum=false, ... 
      FrequencyScale= "log" , ... 
      PlotMaxHoldTrace=true, ... 
      ShowLegend=true , ...
      YLimits=[-110 20], ... 
      YLabel= "Power" , ... 
      Title= "音频设备频率响应" );

频率响应测量回路

为了避免设置时间对FR测量的影响，请预先运行音频循环5秒。

一旦实际FR测量开始，就在可听见的频率范围内扫描测试信号。使用频谱分析仪对FR进行可视化。

tic
 while toc < 5
    x = 正弦源 ();
    aDW(x);
    y = aDR();
    范围（y）；    
结尾
        
计数 = 1；
readerDrops = 0;
writerDrops = 0;

如果count == Navg则为真
    
        newFreq = sineSource.Frequency + RBW;
        如果newFreq > sampleRate/2
            中断
        结束
        sineSource.Frequency = newFreq;
        计数 = 1；
    结尾
    x = 正弦源 ();
    writerUnderruns = aDW(x);
    [y,readerOverruns] = aDR();
    readerDrops = readerDrops + readerOverruns；        
    writerDrops = writerDrops + writerUnderruns；
    范围（y）；        
    计数 = 计数 + 1；
结尾

发布（aDR）
释放(aDW)
发布（范围）