虛擬儀器課程設(shè)計(jì)--基于聲卡的音頻采集分析儀與信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 （功率、幅度、相位）分析的設(shè)計(jì)1）前面板設(shè)計(jì)：頻域分析是通過傅里葉變換將時(shí)域信號(hào)變換到頻域，其主要是了解信號(hào)的頻譜成分以及各種成分的強(qiáng)度。True分支信號(hào)從通道中得到，由“通道選擇”個(gè)數(shù)，由模擬通道發(fā)生子VI實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生，最后由波形圖顯示。由波形圖實(shí)現(xiàn)信號(hào)讀取。2）框圖程序設(shè)計(jì)：被插值的一系列數(shù)據(jù)處理由case循環(huán)，while循環(huán)及數(shù)組函數(shù)實(shí)現(xiàn)，插值函數(shù)為interpolate，case循環(huán)和插值開關(guān)選擇是否插值。清除前面控件的當(dāng)前數(shù)據(jù)。將帶時(shí)間戳的字符串?dāng)?shù)組的數(shù)據(jù)加載到列表框。濾波器類型選擇由枚舉類型和Butterworth 圖61）前面板設(shè)計(jì)：，再調(diào)用另外一個(gè)子vi（線性插值子程序）對(duì)讀取的文本文件數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行頻率的整合，使之符合聲卡的規(guī)定頻率。同時(shí)還有一個(gè)聲音的格式來規(guī)定輸入出的信號(hào)的格式。熱噪聲和散粒噪聲是高斯白噪聲。已知y求x的過程與以上過程相同，只是x與y要進(jìn)行交換。圖4根據(jù)圖中所示，我們得到（yy0）(x1x0)=(y1y0)(xx0)，假設(shè)方程兩邊的值為α，那么這個(gè)值就是插值系數(shù)—從x0到x的距離與從x0到x1距離的比值。通常選一類簡單的函數(shù)作為P(x)，并使P(xi)=f(xi)對(duì)i=1,2,……,n成立。定義:凡是可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器，相當(dāng)于頻率“篩子”。如果僅要求精確讀出主瓣頻率，而不考慮幅值精度，則可選用主瓣寬度比較窄而便于分辨的矩形窗，例如測量物體的自振頻率等；如果分析窄帶信號(hào)，且有較強(qiáng)的干擾噪聲，則應(yīng)選用旁瓣幅度小的窗函數(shù)，如漢寧窗、三角窗等；對(duì)于隨時(shí)間按指數(shù)衰減的函數(shù)，可采用指數(shù)窗來提高信噪比。為了減少頻譜能量泄漏，可采用不同的截取函數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行截?cái)?，截?cái)嗪瘮?shù)稱為窗函數(shù)，簡稱為窗。（3）頻率范圍和頻率響應(yīng)：前者是指音響系統(tǒng)能夠回放的最低有效回放頻率與最高有效回放頻率之間的范圍；后者是指將一個(gè)以恒電壓輸出的音頻信號(hào)與系統(tǒng)相連接時(shí)，音箱產(chǎn)生的聲壓隨頻率的變化而發(fā)生增大或衰減、相位隨頻率而發(fā)生變化的現(xiàn)象。在當(dāng)今的主流民用聲卡上，采樣頻率一般共分為8 KHz、少數(shù)可以達(dá)到48 KHz 。（1）采樣位數(shù)：采樣位數(shù)可以理解為聲卡處理聲音的解析度。信號(hào)調(diào)理電路：在信號(hào)進(jìn)入聲卡之前必須經(jīng)過信號(hào)調(diào)理，主要包括信號(hào)的放大、濾波、隔離和線性化處理，以使其能夠被聲卡正確的識(shí)別。第三章 設(shè)計(jì)思想及原理利用噪聲信號(hào)子VI，可實(shí)現(xiàn)疊加各種噪聲，通過調(diào)節(jié)前面板的顯示器及控件來觀察任意波形并改變參數(shù)；雙通道數(shù)字存儲(chǔ)示波器通過信號(hào)分析子VI 動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)部分概率與統(tǒng)計(jì)的分析功能，通過濾波、加窗、快速傅立葉變換對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析并在前面板上顯示分析結(jié)果。時(shí)頻分析儀應(yīng)該能夠完成大部分時(shí)域和頻域分析，可實(shí)現(xiàn)對(duì)原始信號(hào)分析前的加窗，實(shí)現(xiàn)濾波器操作，頻譜分析，原始數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)可進(jìn)行保存，示波器的各個(gè)參數(shù)靈活可調(diào)并且可以將已存數(shù)據(jù)重新載入進(jìn)行分析觀察。由于專用數(shù)據(jù)采集卡成本比較昂貴、而且和計(jì)算機(jī)兼容性比較差等缺點(diǎn)，這個(gè)論文就是應(yīng)用性能良好、價(jià)格低廉的計(jì)算機(jī)聲卡設(shè)計(jì)一套基于LabVIEW的信號(hào)采集分析系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集是信號(hào)分析與處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在許多工業(yè)控制與生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控中，都需要對(duì)各種物理量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件集成開發(fā)環(huán)境是美國國家儀器公司的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品。該系統(tǒng)具有雙通道、高保真、22K 甚至 44KHz 的采樣率，實(shí)現(xiàn)了音頻信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、回放、信號(hào)分析（時(shí)域分析和頻域分析）等多種功能。由于專用數(shù)據(jù)采集卡成本比較昂貴、而且和計(jì)算機(jī)兼容性比較差等缺點(diǎn)，這個(gè)論文就是應(yīng)用性能良好、價(jià)格低廉的計(jì)算機(jī)聲卡設(shè)計(jì)一套基于 LabVIEW 的信號(hào)采集分析系統(tǒng)。虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢在于可由用戶定義自己的專用儀器系統(tǒng),且功能靈活,很容易構(gòu)建,所以應(yīng)用面極為廣泛。與傳統(tǒng)C、C++等編程語言不同，LabView采用強(qiáng)大的圖形化語言編程,面向測試工程師而非專業(yè)程序員，編程方便,人機(jī)交互界面直觀友好，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化分析和儀器控制能力等特點(diǎn)。要在LABVIEW環(huán)境中進(jìn)行對(duì)聲卡采集編程，就是運(yùn)用常用周期信號(hào)及測試領(lǐng)域特殊信號(hào)的雙通
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