動物聲音超聲分析儀是行為學、生態學與神經科學研究中的儀器，專為捕捉和分析人耳無法聽見的高頻動物叫聲（如蝙蝠回聲定位、鼠類社交超聲、鯨類水下通訊）而設計。其工作頻率常達20kHz至200kHz以上，遠超人類聽覺極限。動物聲音超聲分析儀的能力源于多個高靈敏度部件的精密協同，深入解析其核心構成，才能理解這臺儀器如何揭開動物交流的隱秘面紗。
1、超聲麥克風
負責捕捉微弱的超聲信號。采用高靈敏度、寬頻響的電容式或駐極體麥克風，頻率響應范圍覆蓋20-150kHz甚至更高。麥克風前端常配備拋物面反射鏡或指向性聲學透鏡，增強對遠距離或固定方向聲源的聚焦能力，提升信噪比。部分野外型號具備防風罩，減少環境噪聲干擾。
2、前置放大器
超聲信號微弱，需在源頭進行低噪聲放大。前置放大器緊鄰麥克風，采用低本底噪聲、高增益的運算放大器，將微伏級聲信號放大至可處理水平，同時最大限度抑制電路自身噪聲，確保信號純凈。部分系統支持增益調節，適應不同強度聲源。
3、高速數據采集卡
核心是高采樣率模數轉換器（ADC），采樣率通常需達到聲波最高頻率的2倍以上（根據奈奎斯特定理），如500kS/s或1MS/s，才能完整還原超聲波形。采集卡將模擬信號轉換為數字信號，確保時間分辨率精確至微秒級，忠實記錄聲波的瞬時變化。
4、數字信號處理器（DSP）
運行專用算法，對原始音頻進行實時處理：
濾波：去除50/60Hz工頻干擾與低頻環境噪聲；
降噪：應用譜減法或自適應濾波抑制背景噪聲；
特征提取：自動識別超聲脈沖的起止時間、頻率、持續時間、調頻模式（FM）、幅度調制（AM）等參數。
5、分析軟件
配套專業軟件將數字信號轉化為可視化圖譜：
時域波形圖：顯示聲壓隨時間變化；
頻譜圖：橫軸為時間，縱軸為頻率，顏色深淺代表能量強度，直觀展示聲音的頻率結構與動態變化。
軟件支持手動或自動標記、分類、統計超聲事件，建立聲學數據庫。
6、存儲與傳輸模塊
大容量固態硬盤或SD卡存儲原始音頻與分析數據。支持USB、以太網或Wi-Fi傳輸，便于數據備份與遠程監控。部分系統具備實時流媒體輸出，用于神經電生理同步記錄。
