【正文】 xY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8!z 89Am YWpazadNuKNamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。tjA shfP39。) % 找到頻譜幅度最大值，并在屏幕上顯示 xlim([0 1500]) [ymax,maxindex] = max(mag)。 % 構(gòu)造橢圓濾波器 data=filter(b,a,data2)。 end subplot(2,1,1) % 繪制 2行 1列的第 1張子圖 plot(time,data1) % 以時間為橫軸，數(shù)據(jù)為縱軸作圖 xlabel(39。,2) % 定義超時值 Fs = ActualRate。, 1)。,39。TriggerChannel39。)。 MATLAB提供的數(shù)據(jù)采集工具箱具有簡單易用的特點(diǎn) ,使用它用戶可以非常方便地創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 。Frequency (Hz)39。,2)。, 1)。,39。,chan)。 （ 3） 設(shè)定設(shè)備屬性值，控制數(shù)據(jù) 采集。) 應(yīng)用實(shí)例 對聲卡產(chǎn)生的模擬輸入對象進(jìn)行操作。之后 ,用戶可以根據(jù)實(shí)際研究的需要 ,在 MATLAB 中調(diào)用頻譜分析函數(shù) (periodogram 等 )、功率譜分析函數(shù) (psd 等 )或數(shù)值分析函數(shù)(fminbnd 等 ),就可以將采集到的聲音信號分別進(jìn)行頻譜、功率譜分析等多種譜分析 ,并且可方便地將分析結(jié)果以圖形的形式顯示出來。需要注意的是 ,執(zhí)行完一次數(shù)據(jù)采集工作后應(yīng)刪除設(shè)備對象 ,將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲在硬盤上之后釋放數(shù)據(jù)存儲所占用的內(nèi)存空間 ,以備下一次采集能有足夠的內(nèi)存空間存儲新的數(shù)據(jù)，聲音信號采集 的實(shí)現(xiàn)程序?yàn)? clear data1。seconds39。TriggerConditionValue39。software39。,10000) % 設(shè)置采樣速率為 10000Hz ActualRate = get(AI,39。進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時 ,根據(jù)所配置的聲卡的工作特性和信號分析的設(shè)計(jì)要求 ,可設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)來控制聲卡在數(shù)據(jù)采集時的行為 ,如采樣頻率、采樣時間、預(yù)計(jì)模擬信號的輸入 /輸出范圍、采樣的出發(fā)方式 ,采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的存儲等。 (5)其他功能。然后在 MATLAB中直接調(diào)用頻譜分析函數(shù)、功率譜分析函數(shù)或數(shù)值分析函數(shù)等 ,就可以將采集到的聲音信號分別進(jìn)行頻譜、功率譜分析等多種譜分析。 靈活性強(qiáng)。應(yīng)用數(shù)據(jù)采集工具箱提供的命令和函數(shù)可以控制任何類型的數(shù)據(jù)采集。在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門， MATLAB 被廣泛用于科學(xué)研究和解決具體問題。 MATLAB 也 是一種解釋語言，所有的程序和指令都必須在 MATLAB 解釋器中讀入后才能運(yùn)行，因而極大地限制了代碼執(zhí)行速度。這些同步數(shù)據(jù)可以描述各路信號的相位關(guān)系，所以這種結(jié)構(gòu)被稱為同步型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)換期間，多路開關(guān)將下一路信號切換到采樣 /保持器的輸入端，系統(tǒng)不斷重復(fù)以上的操作，可以實(shí)現(xiàn)對多通道模擬信號的數(shù)據(jù)采集。 采集速率 采集速率又稱為系統(tǒng)通過速率或吞吐率，是指在滿足系統(tǒng)精度指標(biāo)的前提下，系統(tǒng)對輸入的模擬信號在單位時間內(nèi)所能完成的采集次數(shù)，或者說是系統(tǒng)每個通道、每秒鐘可采集的有效數(shù)據(jù)的數(shù)量。通?？梢杂萌缦聨追N方法表示系 統(tǒng)分辨率 。 （ 1） 現(xiàn)代采集系統(tǒng)一般都由計(jì)算機(jī)控制，使得數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量和效率等大為提高，也節(jié)省了硬件投資。用戶可以通過人機(jī)交互界面修改、設(shè)定各項(xiàng)參數(shù)來控制數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)備的工作狀態(tài)，同時可以得到數(shù)據(jù)的采集與分析結(jié)果， 從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與分析的自動化。 （ 2） 并行式采集（ Parallel Acquisition)：多個通道同步并行采集，每個通道采用一個獨(dú)立的 A/D 轉(zhuǎn)換器，通道 采集速率只取決于 A/D 的轉(zhuǎn)換速率，與通道數(shù)無關(guān)。采樣方式中最早是過采樣，根據(jù)采樣定理，采樣頻率 fs必須高于被采信號最高頻率 fch 的兩倍，才不致產(chǎn)生頻率混疊現(xiàn)象。首先 ,分布式控制應(yīng)用場合中的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正在發(fā)展。 20 世紀(jì) 70年代中后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集（ Data Acquisition）是將被測對象 (外部世界、現(xiàn)場 )的各種參量 (可以是物理量，也可以是化學(xué)量、生物量等 )通過各種傳感元件作適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E，最后送到控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或存儲記錄的過程。 本文研究了一種將兩者結(jié)合進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)辦法。在文章的 最后 則提供了一些 應(yīng)用該系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的實(shí)例。 MATLAB 產(chǎn)品系列被廣泛應(yīng)用于包括信號與圖像處理、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通信、系統(tǒng)仿真等諸多領(lǐng)域。由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (DAS)。 數(shù)據(jù)采集與控制 數(shù)據(jù)采集已長時間地被認(rèn)為與數(shù)據(jù)記錄及其它數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)相等同。 （ 3） 等效時間采樣（ Equivalent Time Sampling ）。采集子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)將客觀世界被測對象信號采集和轉(zhuǎn)換為能被計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號的功能等；計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的控制、存儲和處理等功能，計(jì)算機(jī)起著對采集數(shù)據(jù)的存儲和處理、統(tǒng)計(jì)分析、提供人機(jī)接口與其他計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信和交換的功能。全部信號源 傳感器 信號 處理 數(shù)據(jù)采集設(shè)備 PC MATLAB軟件 環(huán)境 信號處理分析 第 4 頁 數(shù)據(jù)的時域和頻域波形以圖形方式直觀地呈現(xiàn)于用戶面前。 數(shù)據(jù)采集工具箱 MATLAB 硬件 驅(qū)動程序 硬件 磁盤文件 傳感器 執(zhí)行器 數(shù)據(jù)采集引擎 硬件驅(qū)動程序適配器 M 文件函數(shù) 第 5 頁 （ 4） 數(shù)據(jù)采集過程一般都具有“實(shí)時”特性，實(shí)時的標(biāo)準(zhǔn)是能滿足實(shí)際需要；對于通用采集系統(tǒng)一般希望有盡可能高的速度，以滿足更多的應(yīng)用環(huán)境。 A/D轉(zhuǎn)換器的精度是系統(tǒng)精度的極限值。而在實(shí)際用途中，多用對數(shù)和比值來表示一個信號系統(tǒng)的 第 6 頁 動態(tài)范圍， 指某個確定的物理量的變化范圍。如果被測信號變化速率較慢， 可以不用采樣保持器，直接進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。相對于前兩種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這種結(jié)構(gòu)形式的數(shù)據(jù)采集速度最快，但所用的硬件電路復(fù)雜，成本較高。幸運(yùn)的是，開發(fā) MATLAB 的 MathWorks公司為廣大的應(yīng)用者提供了應(yīng)用程序接口 (API， Application Program Interface)和編譯器 (Compiler)。它具有如下特點(diǎn)： 是一種通過使用與 PC機(jī)兼容的、即插即用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備在 MATLAB 環(huán)境中的架構(gòu)；支持模擬信號的輸入輸出以及數(shù)字信號的輸入、輸出，子系統(tǒng)還包括同步模擬輸入輸出的轉(zhuǎn)換；支持聲卡；事件驅(qū)動采集。MATLAB 則是一種功能強(qiáng)大、計(jì)算效率高、交互性好的數(shù)學(xué)計(jì)算和可視化計(jì)算機(jī)高級語言 ,它將數(shù)值分析、信號采集與處理和圖形顯示有機(jī)地融為一體 ,形成了一個極其方便、用戶界面友好的操作環(huán)境。另外在一臺計(jì)算機(jī)上，可以插若干塊聲卡，組成多通道數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)。數(shù)據(jù)分析部分主要實(shí)現(xiàn)以下功能 。而信號分析功能是將采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行時、頻域分析和各項(xiàng)數(shù)值分析等。winsound39。 % 從 AI中獲取實(shí)際采樣速率 set(AI,39。Triggercondition39。TriggerDelay39。timeout39。data1=0。Magnitude (dB)39。 AI = analoginput(39。,10000) % 設(shè)置采樣速率為 10000Hz ActualRate = get(AI,39。,39。 % 設(shè)置為電壓上升至某值后觸發(fā) set(AI,39。, 39。在這里首先將所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅立葉變換，然后轉(zhuǎn)化成分貝，并顯示結(jié)果的實(shí)數(shù)部分。) （ 5） 清除內(nèi)存中的設(shè)備對象 。 但是， 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能的好壞主要取決于它的精度和速度，在保證精度的條件下，還要盡可能地提高采樣速度，以滿足實(shí)時采集、實(shí)時處理和實(shí)時控制的要求。SampleRate39。,39。 % 設(shè)置為電壓上升至某值后觸發(fā) set(AI,39。, 39。 % 將采樣得到的數(shù)據(jù)保存到 data1,采樣時間保存到 time catch time=0。Signal Level (Volts)39。Magnitude (dB)39。, num2str(maxindex), 39。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3tnGK8! z89Am 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