基于音频信号的WSN节点间距测量设计

　　音频信号的定义

　　音频信号是（Audio）带有语音、音乐和音效的有规律的声波的频率、幅度变化信息载体。

　　根据声波的特征，可把音频信息分类为规则音频和不规则声音。其中规则音频又可以分为语音、音乐和音效。规则音频是一种连续变化的模拟信号，可用一条连续的曲线来表示，称为声波。声音的三个要素是音调、音强和音色。声波或正弦波有三个重要参数：频率 ω0、幅度A n 和相位ψn ，这也就决定了音频信号的特征。

　　音频信号特征

　　基频与音调

　　频率是指信号每秒钟变化的次数。人对声音频率的感觉表现为音调的高低，在音乐中称为音高。音调正是由频率ω所决定的。音乐中音阶的划分是在频率的对数坐标（20&TImes;log）上取等分而得的：

　　音阶 C D E F G A B 　　

　　简谱符号 1 2 3 4 5 6 7 　　

　　频率（Hz） 261 293 330 349 392 440 494 　　

　　频率（对数） 48.3 49.3 50.3 50.8 51.8 52.8 53.8

　　谐波与音色

　　n&TImes;ωO 称为ωO 的高次谐波分量，也称为泛音。音色是由混入基音的泛音所决定的，高次谐波越丰富,音色就越有明亮感和穿透力。不同的谐波具有不同的幅值An 和相位偏移ψn ，由此产生各种音色效果。

　　幅度与音强

　　人耳对于声音细节的分辨只有在强度适中时才最灵敏。人的听觉响应与强度成对数关系。一般的人只能察觉出3 分贝的音强变化，再细分则没有太多意义。我们常用音量来描述音强，以分贝（dB=20log）为单位。在处理音频信号时，绝对强度可以放大，但其相对强度更有意义，一般用动态范围定义： 动态范围=20&TImes;log（信号的最大强度 / 信号的最小强度）（dB）

　　音宽与频带

　　频带宽度或称为带宽，它是描述组成复合信号的频率范围。