自然界中的声音无处不在，它由声源的机械振动产生，以声波的形式在介质中传播。通过捕捉声音信号特征，就可以获取声源的状态。随着现代计算机技术的发展，通用计算机系统的高速、海量的数值计算和嵌入式计算机系统的对象智能控制能力的提升，使得对声音信号高速、高精度的采集和分析成为可能。通过对物体声音信号的高精度采集，转换成数字信号，利用现在计算机的高速运算能力分析频谱特征，从而实现对其状态的监控。这种方法被广泛的应用在生产实践和科学研究中，特别是工业控制领域，作业仪器的声音信号监控，对生产过程中的人身安全、设备和产品安全有着重要作用。所以，对声音信号的高速、高精度的采集有着重要的意义。目前，市场上的音频采集卡存在采集速度慢、精度低、音频范围窄，即频率范围只能在20Hz~20kHz的特点，而专业的音频采集器价格昂贵，不能满足一般的监测要求。针对以上的问题，通过对模数变化的两个十分重要指标即采样的频率和量化的精度来增加音频采集的精度和速度，采样频率就是从连续的声音模拟信号中提取并组成离散信号每秒钟的采样次数。根据采样理论，采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍。只有提高采样频率，才能保证声音不失真。所以随着采样频率的提高高，声音的还原性越好，失真小，但是音频的数据也会变大。量化精度就是在各个采样点上的取值的近似范围，即精确程度。量化位数越高能表示的幅度的等级数越多。样本位数的大小影响到声音的质量，位数越多声音的质量越高而需要的存储空间也越多。音频的通道数也是决定对原声音的重要指标，单声道是指用一个音频数据去记录声音，多声道是指通过几个不同的通道去采集原声音数据，通道数越多，越能在不同角度去反应声音信号。经过采样、量化得到的PCM数据就是数字音频信号，可直接在计算机中传输和存储。在深入的研究了现代数字音频技术的基础上，给出了基于NiosII的变压器声音采集声音采集系统的设计方案，主要采集变压器高精度的声音数据，为计算机分析其工作状态提供数据基础。变压器工作正常时，由于交流电通过变压器线圈时产生的电磁力吸引硅钢片及变压器自身的振动而发出的响声。如果产生不均匀或其它异音，都属不正常的。有经的检测人员可以通过耳朵判断变压器工作状态是否正常，但是检测结果因人而异。通过对变压器声音数据的高精度采集和计算机的声音特征分析，从而克服了人为检测而导致的因人而异的缺点。该系统是核心芯片是用Altera公司推出的支持Nios II系列软核CPU的Cyclone III系列FPGA：EP3C5E144。以Nios II软核为核心，利用FPGA的逻辑资源实现对声音采集的各个模块的功能，构成SOPC可编程片上系统，该系统具有灵活的设计方式，支持剪裁、扩充、升级、并且可在系统上软硬件可编程功能，同时具备足够的片上可编程逻辑资源、丰富的IP core资源可供使用。系统通过Avalon总线，实现各个模块的通讯，定义了SPI、SDRAM、UART等IP core，同时编写了SD卡FAT16的文件系统，实现了片上系统的控制、数据缓存、数据存储的功能。外部AD部分采用了双通道、24位精度、最高采样频率可达到192kHz的AD转换器PCM1804实现对声音信号的采集，外部辅以放大电路、数字模拟隔离电路，实现了整个系统对变压器声音的高精度采集和存储，提供后面的计算机分析使用。