虛擬儀器課程設(shè)計--基于聲卡的音頻采集分析儀與信號發(fā)生器設(shè)計-預(yù)覽頁
【正文】 道模擬輸出。第二章 設(shè)計內(nèi)容要求具備數(shù)字存儲示波器、信號分析儀和信號發(fā)生器三個主要功能模塊，其中數(shù)據(jù)存儲示波器與分析儀整合在一個界面，信號發(fā)生器在另一個界面，共兩個界面；兩個組成部分可以分別獨立完成；信號采集模式可以在單次和連續(xù)兩種方式間進行切換，采集的數(shù)據(jù)可以進行存儲，類型為TXT類型，數(shù)據(jù)存儲要求使用子VI實現(xiàn)；對于信號發(fā)生器，應(yīng)具備單次發(fā)生和連續(xù)發(fā)生兩種形式，并且要求可以疊加各種噪聲，信號類型和參數(shù)可調(diào)，具備雙通道發(fā)生，同時兩個通道信號能夠疊加為一個復(fù)合信號；另外支持讀取數(shù)據(jù)文件作為信號來源，數(shù)據(jù)文件類型為TXT，數(shù)據(jù)讀取用子VI實現(xiàn)。分析儀的分析對象可以是采集的真實信號、模擬的仿真信號或數(shù)據(jù)文件中存儲的信號。圖1工作過程為：輸入時，測試信號首先經(jīng)過信號調(diào)理電路，利用PC機聲卡的麥克風(fēng)輸入或線路輸入作為信號的輸入端口，將獲取到的模擬音頻信號經(jīng)過左右兩個通道和A/D轉(zhuǎn)換后送入計算機，通過LabVIEW編寫的采集程序進行各種處理和保存；輸出時，經(jīng)過采集系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)通過總線將數(shù)字化的信號以PCM方式送到D/A轉(zhuǎn)換器，編程模擬的音頻信號由線路輸出端口通過耳機或音響轉(zhuǎn)換為音波播放出來。聲卡主要技術(shù)指標有采樣位數(shù)、采樣頻率、頻率范圍和頻率響應(yīng)、基準電壓等。（2）采樣頻率：采樣頻率是指錄音設(shè)備在一秒鐘內(nèi)對聲音信號的采樣次數(shù)，采樣頻率越高聲音的還原就越真實越自然。對于高于48KHz的采樣頻率人耳已無法辨別出來了，因此沒有實用價值。（4）基準電壓：聲卡沒有基準電壓，因此無論是A/D還是D/A轉(zhuǎn)換器，都需要用戶參照基準電壓進行標定。對于窗函數(shù)的選擇，應(yīng)考慮被分析信號的性質(zhì)與處理要求。本設(shè)計使用快速傅里葉實現(xiàn)對信號的相位、頻率、幅度的分析。用P(x)近似f(X)。假設(shè)我們已知坐標(x0,y0)與(x1,y1),要得到[x0,x1]區(qū)間內(nèi)某一位置x在直線上的y值。在這種情況下，這種方法叫作線性外插—參見 外插值。高斯白噪聲：如果一個噪聲，它的幅度分布服從高斯分布，而它的功率譜密度又是均勻分布的，則稱它為高斯白噪聲。用圖形顯示空間顯示圖形。圖52）模擬通道信號發(fā)生框圖程序設(shè)計：波形類型的選擇、是否添加高斯白噪聲、通道的選擇均通過Case結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。將標簽分隔的字符串轉(zhuǎn)換成字符串?dāng)?shù)組和帶時間戳的信息。除非前面板有項目要進行，否則要等待前面板的活動完成，目的是是把循環(huán)用于休眠和節(jié)省處理器時間。 1）前面板設(shè)計：輸入數(shù)據(jù)至一維數(shù)組，設(shè)置采樣率，選擇波形類型，由插值開關(guān)選擇是否插值。信號類型、幅值、頻率、是否疊加噪聲可在通道參數(shù)簇中修改。False分支中信號從文本數(shù)據(jù)中讀取，由線性插值子VI實現(xiàn)插值功能，得到的信號最終由波形圖顯示。 圖17對進行濾波后的信號加漢寧窗，可在一定程度抑制頻譜泄露，加窗的波形由前面板波形顯示控件顯示。為了防止采集信號發(fā)生泄露，對所采集信號進行加窗處理，系統(tǒng)選擇了漢寧窗。圖23前面板設(shè)計圖24框圖程序設(shè)計前面板設(shè)計：聲音信號來源為模擬通道或數(shù)據(jù)文件由插值開關(guān)控制、采樣模式（連續(xù)采樣、離散采樣）、通道選擇、采樣率、頻率、音量、聲卡設(shè)置、通道參數(shù)等都是輸入控件，聲音輸出波形由波形圖控件顯示。圖27 1）前面板設(shè)計：聲音的設(shè)備、聲音信號的波形類型、采樣率、頻率、聲卡設(shè)置、音量設(shè)置都是輸入控件，聲音波形的由波形圖顯示。聲音的波形類型、頻率、幅值在while，case循環(huán)中實現(xiàn)，輔助函數(shù)為sine 、squre 、sawtooth 、triangle wave 。首先進一步加深了對LABVIEW以及聲卡相關(guān)專業(yè)知識的理解以及對本專業(yè)的深刻理解，并初步掌握利用LABVIEW的控件對電腦聲卡參數(shù)進行調(diào)整。附錄主要參考資料1．《》侯國屏等編著 清華大學(xué)出版社（第20章基于聲卡的數(shù)據(jù)采集）2．《計算機虛擬儀器圖形編程LabVIEW實驗教材》，北京：中科泛華測控技術(shù)3．《LabVIEW基礎(chǔ)教程》 汪敏生 電子工業(yè)出版社4.《基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計》劉君華 電子工業(yè)出版社5．《》6． 《虛擬儀器設(shè)計基礎(chǔ)教程 》21
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