【正文】 形影響較大，頻率越大，波形越易失真。 而且 給 我印象深刻的 還有 它的 圖形化、 層次化、模塊化的編程特點(diǎn) ， 使得編程變得簡單 且 層次清晰， 通過拖放及簡單的連線， 就 可以在極短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)好一個(gè)高效且 控制性 強(qiáng) 的測試 系統(tǒng)。 PC 聲卡相對 一般 市售的 12 位 D/A 卡價(jià)格低廉很多，而且其 所具有的 16 位 D/A 轉(zhuǎn)換精度高 于后者 ， 當(dāng)然聲卡只 用于 設(shè)計(jì)對應(yīng)于音頻域的信號（即處于 20Hz~20KHz 頻率范圍內(nèi)的信號） 發(fā)生器 ，但很多情況下已能滿足指標(biāo)要求，而且這樣所需的 硬件 很少， 便于攜帶和移植， 所以 研究 基于 聲卡 和 LabVIEW 的音頻信號發(fā)生器具有一定的實(shí)際意義，還可在使用中通過軟件升級來不斷 加強(qiáng) 和完善其功能。也可以只 選擇 其中一個(gè)聲道發(fā)聲，如圖 413 顯示了只運(yùn)行 左聲道 (LEFT CHANNEL)產(chǎn)生 信號 時(shí)的結(jié)果 ， 圖 414 顯示了只運(yùn)行右聲道（ RIGHT CHANNEL）產(chǎn)生信號時(shí)的結(jié)果。 圖 47 信號發(fā)生模塊 及 case 結(jié)構(gòu)中對應(yīng)的四種波形 30 (4) 音頻信號發(fā)生器流程圖綜合設(shè)計(jì) 單通道音頻信號發(fā)生器聲卡設(shè)置為“ mono 16stero” 形式。 下面的圖 43， 44 分別為 單通道，雙通道 音頻信號發(fā)生器 的 前面板設(shè)計(jì)。 調(diào)用途徑 ControlsClassic Controls Classic Boolean。 Waveform Graph 包含的組件 的 大部分功能和 Chart 是相似 ,不同之處在于 Graph沒有提供數(shù)值顯示工具，卻提供了游標(biāo)圖例（ Cursor Legend）工具 ,利用游標(biāo)圖例工 25 具可以用來讀取 Waveform Graph 上某一點(diǎn)的確切坐標(biāo)值。 選擇 Y Scale → Style， 可設(shè)置刻度數(shù)據(jù)的顯示格式， style 子菜單給出了 9 種刻度風(fēng)格，可以選擇是否顯示主刻度和副刻度數(shù)字及刻度線，如圖 318。 (3) 當(dāng)繪制多曲線時(shí)，也可接受兩種數(shù)據(jù)格式。 (3) LabVIEW 中的聲音格式分為 mono 8bit、 mono 16bit、 stereo 8bit 、 stereo16bit四種 。 圖 313 sinc 函數(shù)發(fā)生器的前面板 圖 314 sinc 函數(shù)發(fā)生器的后面板 由上邊的描述及設(shè)計(jì)的功 能要求，本設(shè)計(jì)選擇 Express Ⅵ 仿真信號發(fā)生 Simulate Signal. vi 產(chǎn)生信號。)()4/3100s i n ()4/32s i n ()2/40s i n ()( tNttttx ???????? ??????式中， N(t)為均方值為 的高斯白噪聲。其端口圖如圖 38。 16 圖 35 Simulate Signal. vi 參數(shù)設(shè)定對話框 (1) 信號特性 首先選擇周期信號類型和能夠附加噪聲信號的類型，分別見圖 36 和圖 37。程序運(yùn)行過程中，可通過面板上的控件隨時(shí)改變波形的參數(shù)（幅度、頻率、相位、 占空比），關(guān)閉電源，程序停止運(yùn)行。 (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(shí)越自然。 硬件聲卡概述 本虛擬 音頻 信號發(fā)生器的硬件部分為一 具有聲卡的通用 PC機(jī) 。 時(shí)間和對話框子模板：包括對話框窗口、時(shí)間和出錯處理函數(shù)等。以下介紹幾個(gè)常用的模板： 結(jié)構(gòu)子模板：包括程序控制結(jié)構(gòu)命令，例如循環(huán) 控制等，以及全局變量和局部變量。 圖形子模板：顯示數(shù)據(jù)結(jié)果的趨勢圖和曲線圖。 控制模板 (Controls Palette) 用控制模板可以給前面板添加輸入控制和輸出顯示。程序調(diào)試員可以通過控 制探 針窗口來觀察該數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)變化狀況。 標(biāo)簽工具：用于輸入標(biāo)簽文本或者創(chuàng)建自由標(biāo)簽。操縱模板共有三類 : 工具 (Tools) 模板、控制 (Controls) 模板和功能 (Functions)模板或稱函數(shù)模板。前面板包括旋鈕、按鈕、圖形和其他的控制（ Controls）與顯示 (Indicators)模塊。 LabVIEW 提供了數(shù)百種儀器的源碼級驅(qū)動程序，包括 DAQ、 GPIB（ IEEE488）、 PXI、 VXI、 RS232，根據(jù)需要還可以在 LabVIEW中自行開發(fā)各種硬件驅(qū)動程序，也可以通過動態(tài)鏈接庫（ DLL）利用其他語言開發(fā)函數(shù)庫，從而進(jìn)一步擴(kuò)展其功能 。其編程過程近似人的思維過程，直觀易學(xué)，編程效率高，無須編寫任何文本格式的代碼，易為多數(shù)工程技術(shù)人員接受。 NI 公司的 LabVIEW 全稱叫 Laboratory Virtual Instrument Engineering Work Bench，它是一個(gè)高效的圖形化程序設(shè)計(jì)語言 。 第五章 介紹對系統(tǒng)進(jìn)行的調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果的分析 。內(nèi)容主要涉及了音頻信號發(fā)生器的軟面板制作，常用信號的生成及顯示，聲卡驅(qū)動程序的應(yīng)用。為了降低開發(fā)成本，本次設(shè)計(jì)的虛擬音頻信號發(fā)生器就 采用 PC機(jī)聲卡代替價(jià)格昂貴的商用數(shù)據(jù)采集卡做為模數(shù)轉(zhuǎn)換工具輸出模擬的語音信號 。它把計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技 術(shù)、傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、軟件技術(shù)很好地結(jié)合起來， 由用戶定義儀器功能，桌面整潔，操做條理，不但使測量人員從繁復(fù)的儀器堆中解放出來，而且具有精度高、速度快、系統(tǒng)組建時(shí)間短、可擴(kuò)展性強(qiáng)、技術(shù)更新快和儀器智能化等優(yōu)點(diǎn)， 尤其是在需要現(xiàn)場測試的地方發(fā)揮了很大的優(yōu)勢。LabVIEW 作為虛擬儀器開發(fā)系統(tǒng)的杰出代表，在我國雖然引進(jìn)的時(shí)間不長，但是現(xiàn)在己經(jīng)被認(rèn)識和推廣、應(yīng)用，它促進(jìn)了中國測試領(lǐng)域的技術(shù)革命，在科研及教育領(lǐng)域都得到了迅速推廣。世界各國的公司，特別是美國 NI 公司，為使虛擬儀器能夠適應(yīng)上述各種總線的配置，開發(fā)了大量的軟件以及適應(yīng)要求的硬件，可以靈活的組建不同復(fù)雜的虛擬儀器子自動檢測系統(tǒng)。 3 虛擬儀器之所以能達(dá)到一機(jī)多用的功效，是由于它測量功能的設(shè)置是極為方便的，技術(shù)更新周期短，系統(tǒng)組建時(shí)間少，同時(shí)由于測量時(shí)完全采用數(shù)字化，降低了環(huán)境干擾和系統(tǒng)誤差的影響。 虛擬儀器之所以能夠得到迅速的發(fā)展與應(yīng)用和它所表現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)顯然是分不開的，概括說來有如下幾點(diǎn)： (1) 軟件為 核心。如果由計(jì)算機(jī)技術(shù)支撐的虛擬儀器系統(tǒng)來完成上述三大功能，充分利用計(jì)算機(jī)的軟件和硬件優(yōu)勢，就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、分析和處理，這種方式突破了傳統(tǒng)儀器在測量速度、測量功能以及適應(yīng)范圍的局限，并且給用戶拓展了想象空間。由于技術(shù)復(fù)雜，所以功能更新緩慢。 1986年美國國家儀器公司 (National Instrument)首先提出了虛擬儀器的概念，它有別于傳統(tǒng)的測試儀器， 功能和性能已被 不斷地提高，如今在許多應(yīng)用中 已成為 傳統(tǒng)儀器的主要替代方式。 關(guān)鍵詞 :虛擬儀器；音頻信號發(fā)生器； LabVIEW；聲卡 Virtual Audio Signal Generator Based on LabVIEW Abstract: With the development of puter and microelectronics technology, virtual instruments appear. Virtual instruments achieve the perfect bination of puter science technology and instrument technology through taking the software as the core technology. Virtual instruments realize and enhance the functions of traditional instruments by developing puter technology .Virtual instruments initiate the new era that the instrument users can be the instrument designers. Virtual instruments represent the direction of instruments and it has bee the main direction of technological development in the 21st century testing technology and instruments. This design used graphical programming software LabVIEW to design virtual audio signal generator, exactly adjusting the trend of the instrument development, and truly achieve software that is hardware. In order to reduce production costs and implement single channel and dual channel output of mon analog periodic signals based on LabVIEW, the design also bring forward to replace the expensive mercial data acquisition card with PC sound card. It has broad application and development prospect. Based on brief introduction of virtual instruments concept, present conditions ,developing trends and characteristics of programming software LabVIEW ,the basic principles of audio signal generator are outlined , the function and relative configurations of sound card are analyzed, and details of each system posing module is presented. Key words: virtual instrument。它 以軟件為核心 ， 把計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)完美結(jié)合起來，充分應(yīng)運(yùn)飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和增強(qiáng)傳統(tǒng)儀器的功能。 sound card I 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................... 1 課題背景 ................................................................................................................... 1 虛擬儀器概述以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ....................................................................... 1 虛擬儀器概述 .................................................................................................... 1 虛擬儀 器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................................ 3 課題的意義 ............................................................................................................... 4 課題內(nèi)容 ................................................................................................................... 5 2 系統(tǒng)基本功能描述及軟硬件 概述 ...............