【正文】 ......................... 7 虛擬儀器的特點 .................................................. 7 虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器的比較 ........................................ 8 虛擬儀器測試系統(tǒng)的組成 .......................................... 9 虛擬儀器的軟件結(jié)構(gòu) ............................................. 10 虛擬儀器的開發(fā)軟件 ................................................. 10 虛擬儀器的開發(fā)語言 ............................................. 10 圖形化虛擬儀器開發(fā)平臺 —— LabVIEW .............................. 11 基于 LabVIEW 平臺的虛擬儀器程序設(shè)計 ............................. 11 數(shù)據(jù)采集卡 ......................................................... 12 數(shù)據(jù)采集卡的主要性能指標(biāo) ....................................... 12 數(shù)據(jù)采集卡 (DAQ 卡 )的組成 ........................................ 13 數(shù)據(jù)采集卡的現(xiàn)狀 ............................................... 13 第二章 聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ............................................ 14 聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ............................................. 14 采集系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) ............................................. 14 采集系統(tǒng)的軟件 ................................................. 14 PC 機 ............................................................... 15 高凡：基于 Labview 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 2 聲卡 ............................................................... 15 DSP 處理芯片 .................................................... 15 功率放大芯片 ................................................... 15 總線連接端口 ................................................... 15 輸入輸出端口 ................................................... 16 聲卡數(shù)據(jù)采集 的特點 ................................................. 16 聲卡的選擇 ......................................................... 16 聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計軟件 —— LABVIEW ............................... 17 第三章 面向聲卡的信號調(diào)理電 路 ............................................ 18 通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信號調(diào)理 ........................................... 18 面向聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的信號調(diào)理 ..................................... 19 第四章 基于 LABVIEW 的聲卡 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的編程 .............................. 21 聲音初始化模塊 ..................................................... 21 Sound format ................................................... 22 Si Config ...................................................... 23 Case 函數(shù) ...................................................... 23 數(shù)據(jù)讀取模塊 ....................................................... 24 數(shù)據(jù)處理模塊 ....................................................... 24 實際信號分析 ....................................................... 25 結(jié)論 ..................................................................... 28 致謝語 ................................................................... 29 參考文獻 ................................................................. 30 20xx 屆電子信息工程畢業(yè)論文（論文） 3 基于 LabVIEW 的聲卡數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng) 設(shè)計 高凡 三明學(xué)院 06 級 電子信息工程 福建 三明 365004 摘要 ： 本課題在 LabVIEW 的開發(fā)環(huán)境中 ,描述 了基于 LabView 的 PC 機聲卡 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ,采用 計算機聲卡作為 替代普通 數(shù)據(jù)采集 卡 的信號記錄儀器 ,從而 實現(xiàn)對 外部多種 信號的數(shù)據(jù)采集、 模數(shù) /數(shù)模 處理 和輸出 ，并對 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理進行了說明。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利 為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。 關(guān)鍵詞： 聲卡 LabVIEW 數(shù)據(jù)采集 系 統(tǒng) 高凡：基于 Labview 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 4 The design of sound card date collection’s system based on the labview Gao Fan 20xx Electronics and Information Engineering Sanming University, Sanming, Fujian 365004 Abstract: This paper describes the data acquisition system which based on sound card is developed by LaView. In this system, the sound card is used to replace the mon data acquisition card to act as signal recorder, and then realized the acquisition of many kinds of signals, A/D or D/A convertion and processing. At last, the structure and principle are explained. Keywords: sound card LabVIEW Data Acquisition System 20xx 屆電子信息工程畢業(yè)論文（論文） 5 第一章 引言 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)采集在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)和國防科技等諸多領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，它的現(xiàn)代化已被認(rèn)為是科學(xué)技術(shù)、國防現(xiàn)代化的重要條件和明顯標(biāo)志。 現(xiàn)行通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的 構(gòu)成 現(xiàn)行通用 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng) 主要由硬件和軟件兩部分組成，它是由傳感器、模擬多路開關(guān)、程控放大器、采樣 /保持器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、計算機等部分組成 。 . 程控放大器 在數(shù)據(jù)采集時，來自傳感器的模擬信號一般都是比較弱的低電平信號。 A/D 轉(zhuǎn)換器是采樣通道的核心，因此 A/D 轉(zhuǎn)換器是影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣速率和精度的主要因素之一。虛擬儀器以通用計算機和配備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口的測量儀器（包括 GPIB、 RS232 等傳統(tǒng)儀器以及新型的 VXI 模塊化儀器）為基礎(chǔ)，將儀器硬件連接到各種計算機平臺上，直接利用計算機豐富的軟硬件資源，將計算機硬件（處理器、存儲器、顯示器）和測量儀器（頻率計、示波器、信號源）等硬件資源與計算機軟件資源（包括數(shù)據(jù)的處理、控制、分析和表達、過程通訊以及圖形用戶界面）有機的結(jié) 合起來。它可實現(xiàn)示波器、邏輯分析儀、頻譜儀、信號發(fā)生器等多種普通儀 器全部功能且操作靈活。 (3）儀器的功能是由用戶根據(jù)需要用軟 件來定義，不是事先由廠家定義的。這種結(jié)合基本有兩種方式，一種是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。 虛擬儀器的軟件結(jié)構(gòu) 虛擬儀器技術(shù)的核心是軟件，其軟件基本結(jié)構(gòu)如圖 13 所示。這樣直接影響了系統(tǒng)開發(fā)的周期和性能。 利用 LabVIEW ，可產(chǎn)生獨立運行的可執(zhí)行文件，它是一個真正的 32 編譯器。 如果將 VI 與傳統(tǒng)儀器相比較，那么前面板上的控件對應(yīng)的就是傳統(tǒng)儀器上的按鈕、顯示屏等控件，而流程圖上的連線端子相當(dāng)于傳統(tǒng)儀器箱內(nèi)的硬件電路。 數(shù)據(jù)采集板卡的性能與眾多因素相關(guān)，要根據(jù)具體情況來具體分析。例如，三位的 A/D 轉(zhuǎn)換把模擬電壓范圍分成 23=8 段，每段用二進制代碼在 000到 111 之間表示。將各路信號輪流切換至放大器的輸入端，實現(xiàn)多參數(shù)多路信號的分時采集 。 目前，通常將采樣保持器和 A/D 轉(zhuǎn)換器集成在同一塊芯片上。 這些數(shù)據(jù)采集卡 種類繁多， 有著各自的優(yōu)點， 但卻有著普遍的共同點，那就是價格高昂，成本過高 ，這對于設(shè)計一個簡而易用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言負(fù)擔(dān)過重 。 傳感器 信號調(diào)理 程 控 放 大 A / D 轉(zhuǎn) 換 器 采樣 / 保持器 計算機 被測物理量 聲卡 信號處理、記錄 20xx 屆電子信息工程畢業(yè)論文（論文） 15 PC 機 虛擬儀器就是 利 用計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力代替以往需要硬件電路才能完成的功能，所以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件運行的計算機平臺的選擇至關(guān)重要。 功率放大芯片 從聲音處理芯片出來的信號還不能直接推動喇叭放出聲音，絕大多數(shù)聲卡都帶有功率放大芯片(簡稱：功放 )以實現(xiàn)這一功能。 聲卡 數(shù)據(jù)采集 的特點 基于聲卡的虛擬儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件組成部分是由傳感器部件、信號調(diào)理 、 信號采集部件（聲卡）、通用計算機構(gòu)成。 聲卡的選擇 聲卡的選擇對于系統(tǒng)而言是十分重要的。 高凡：基于 Labview 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 18 第三章 面向 聲卡 的信號調(diào)理電路 通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信號調(diào)理 一般的數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)中有許多噪聲干擾，會影響信號質(zhì)量 ； 或系統(tǒng)信噪比過低； 或信號源電壓過高，會破壞電路等， 從而影響整個系統(tǒng)的操作，因此由信號源產(chǎn)生的信號一般不能直接被數(shù)據(jù)采集板卡利用，需要進行信號 調(diào)理。信號調(diào)理模塊應(yīng)盡可能靠近信號源或傳感器，使得信號在受到傳輸信號的環(huán)境噪聲影響之前已被放大，使信噪比得到改善。 (4）激勵 信號調(diào)理也能夠為某些傳感器提供所需的激勵信號，比如應(yīng)變傳感器、熱敏電阻等就需要外界電源或電流激勵信號。 對于基于聲卡的系統(tǒng)，被測信號應(yīng)連接到聲卡的話筒輸入口或線路輸入口。 聲卡線路輸出口的輸出阻抗在 20 歐～ 500 歐之間（取決于聲卡），能輸出大約 2V 的信號。