【正文】 感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對 我成長的關(guān)心和愛護。 首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎(chǔ)。20xx 年 . [12] 劉延華 。尹吉倫 。DSP 與 ISA 總線聲卡的接口技術(shù)研究 [J]。這是同采樣率增大相對應(yīng)的 ，編程圖如圖 48 所示 。格式為無符 號長整型，默認值為 8192 位 ，本系統(tǒng)中設(shè)定為 10000 位 。 當(dāng)被測信號幅度超過聲卡模 /數(shù)轉(zhuǎn)換滿程電壓 時 ，應(yīng)將它衰減后再連入聲卡。若聲卡帶有外部硬件增益調(diào)節(jié)旋鈕，也可由該旋 鈕進行調(diào)節(jié)。如果數(shù)據(jù)采集卡的地與信號地之間有電位差，而又不進行 隔離，那么就有可能形成接地回路，引起誤差。 本課題所 選 聲卡型號為 Intel82801T(ICH9)。 總線連接端口 高凡：基于 Labview 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 16 聲卡插入到計算機主板上的那一端稱為總線連接端口，它是聲卡與計算機互相交換信息的 “ 橋梁 ” 。 根據(jù) 傳感器 選擇相應(yīng)的 信號調(diào)理儀器。通常中的放大器都是增益可調(diào)的，使用者可根據(jù)需要來選擇不同的增益倍數(shù)。根據(jù)奈奎斯特理論采樣頻率至少是原信號的兩倍，但實際中，一般都需要 5～ 10 倍。 (1）前面板：前面板是圖形用戶界面，也就是 VI 的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類對象，具體表現(xiàn)有開關(guān)、旋鈕、圖形以及其他控制和顯示對象。這些軟件開發(fā)平臺提供了強大的儀器軟面板設(shè)計工具和各種數(shù)據(jù)處理工具，再加上虛擬儀器硬件廠商提供的 各種硬件的驅(qū)動程序模塊，簡化了虛擬儀器的設(shè)計工作。 (6）由于其以 PC 為核心，使得許多數(shù)據(jù)處理的過程不必像過去那樣由測試儀器本身來完成，而是在軟件的支持下，利用 PC機 CPU 的強大的數(shù)據(jù)處理功能來完成，使得基于虛擬儀器的測試系統(tǒng)的測試精度、速度大為提高，實現(xiàn)自動化、智能化、多任務(wù)測量。虛擬儀器中應(yīng)用程序?qū)⒖蛇x硬件（如 GPIB， VXI， RS232， DAQ 板）和可重復(fù)用庫函數(shù)等軟件結(jié)合在一起，實現(xiàn)了儀器模塊間的通信、定時與觸發(fā)。程控放大器能夠?qū)崿F(xiàn)這個要求，它的放大倍數(shù)隨時可以由一組數(shù)碼控制。 而為采集數(shù)據(jù)而采用的技術(shù)叫做 數(shù)據(jù)采集 技術(shù)，它 主要指從傳感器輸出的微弱電信號，經(jīng)信號調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換到存儲、記錄這一過程所涉及的技術(shù)。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題 目： 基于 LabVIEW 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 設(shè)計 系 別： 物理與機電工程系 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，特別是以傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，以及測試理論的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展也是日新月異。這樣，在多路開關(guān)改變其通道序號時，程控放大器也由相應(yīng)的一組數(shù)碼控制改變放大倍數(shù)，即為每個模擬通道提供最合適的放大倍數(shù)，它的使用大大拓寬了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的適應(yīng)面。源代碼庫函數(shù)為用戶構(gòu)造自己的虛擬儀器（ VI）系統(tǒng)提供了基本的軟 件模塊。 (7）可方便地存貯和交換測試數(shù)據(jù)，測試結(jié)果的表達方式更加豐富多樣。隨著軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，軟件開發(fā)的模塊化、復(fù)用化，和各種硬件儀器驅(qū)動軟件的模塊化、標準化，虛擬儀器軟件開發(fā)將變得更加快速、方便。但并非畫出兩個控件后程序就可以運行，在前面板后還有一個與之對應(yīng)的流程圖。 (2）采樣方法 采集卡通常都有好幾個數(shù)據(jù)通道，如果所有的數(shù)據(jù)通道都輪流使用同一個放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換器，要比每個通道單獨使用各自的經(jīng)濟的多，但這僅適用于對時間不是很重要的場合。 (3）采樣保持器。信號 處理與 記錄采用計算機，計算機內(nèi)置的聲卡作為 A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備。 輸入輸出端口 聲卡的輸入輸出端口負責(zé)原始信號的輸入與處理后信號的輸出。 20xx 屆電子信息工程畢業(yè)論文（論文） 17 聲卡 數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng) 的 設(shè)計軟件 —— LabView 今天，個人電腦的運算速度和存儲能力已遠非二十年前的 286 中央處理器、 1MB 內(nèi)存、 10MB 硬盤空間可比，可實時進行包括頻譜分析所需要的快速傅里葉變換（ FFT）等在內(nèi)的復(fù)雜運算，這使得以前需要采用的極其昂貴的獨立式傳統(tǒng)儀器才能實現(xiàn)的功能，而近幾年發(fā)展迅猛的虛擬儀器軟件則可免除傳統(tǒng)儀器高成本的煩惱，通過在虛擬儀器的開發(fā)平臺上建立一個虛擬的數(shù)據(jù)采集、處理平臺，對聲卡所采集到的外部信號進行直觀處理，并輸出，使用虛擬儀器軟件的優(yōu)勢在于它的成本比傳統(tǒng)儀器低了很多，而且維護方便，可不斷升級 。 (3）濾波 濾波的目的是從所測量的信號中除去不需要的成分。話筒輸入口通常只允許單通道輸入。 最簡單的衰減方法就是在信號與聲卡之間添加一個串聯(lián)電阻，由此電阻與聲卡的輸入阻抗構(gòu)成一個分壓電路，電阻的阻值越大，衰減比越大，此測量電路的輸入阻抗越高。如果提示溢出錯誤，則將此值設(shè)置大一點。 圖 48 dt 的倒數(shù)運算 起始時間 t0 的輸入，它 是 由一個數(shù)值型的控件或常數(shù)經(jīng)過一個 to time stamp 函數(shù)轉(zhuǎn)換為時間型的數(shù)據(jù)。測控技術(shù)， 20xx（ 3）： 6163. [3] National LabVIEW to Create Multithreaded Vis [M].Texas: National Instruments,20xx. [4] 邵鐘武 。于娜 ?；?LabVIEW 的虛擬音頻數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分析與設(shè)計 [A]。本次畢業(yè)設(shè)計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。 學(xué)友情深，情同兄妹。 回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 20xx 屆電子信息工程畢業(yè)論文（論文） 33 致 謝 時間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。第十六屆全國煤炭自動化學(xué)術(shù)年會、中國煤炭學(xué)會自動化專業(yè)委員會學(xué)術(shù)會議論文集 [C]。夏志忠 。淳靜 。 20xx 屆電子信息工程畢業(yè)論文（論文） 25 dt 則 來自采樣率的大小，采樣率越大，經(jīng)過倒數(shù)運算，輸出越小，而 dt 越小，采樣生成的波形就越細膩。隨著時間的推移，前次緩存里的數(shù)據(jù)會被清空，新的數(shù)據(jù)會進來。如果聲卡的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換滿程范圍因此受到限幅影響，則可多串聯(lián)一個硅二極管以將輸入 聲卡的 電壓鉗制在 3=(V) 左右。 在通常情況下，聲卡話筒輸入口的輸入阻抗在 600 歐～ 50 千歐之間（取決于聲卡），它的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換滿程電壓在 ?1mV～ ?500mV 之間（取決于聲卡），可通過 Windows 控制面板中的錄音控制進行調(diào)節(jié)。使用隔離的原因：是從安全的角度考慮；二是隔離可使從數(shù)據(jù)采集卡讀出來的數(shù)據(jù)不受地電位和輸入模式的影響。對于本課題來說，我們在信號處理時只需要觀測信號的波形和頻譜分布，因此電腦自帶的聲卡可以滿足要求，因為目前的聲卡至少是 16 位的，比一般數(shù)字示波器的 8 位或 12 位的采樣位數(shù)高。 隨著技術(shù)的進步，為了 盡量減少噪音，一種方法是在功放前端加入濾波器來濾掉一些高頻的噪音信號， 另一種 的解決方法是繞過功放，利用聲卡上線路輸出 (Line Out)端口。 聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 采集系統(tǒng)的硬件 結(jié)構(gòu) 聲卡 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件組成如圖 21 所示 。將切換進入采集卡的信號放大至需要的量程內(nèi)。 數(shù)據(jù)采集卡的主要性能指標 (1）采樣頻率 采樣頻率的高低，決定了在一定時間內(nèi)獲取原始信號信息的多少，為了能夠較好的再現(xiàn)原始信號，不產(chǎn)生波形失真，采樣率必須要足夠高才行。 基于 LabVIEW 平臺的虛擬儀器程序設(shè)計 所有的 LabVIEW應(yīng)用程序，即虛擬儀器 (VI)，它包括前面板 (Front Panel)、流程圖 (Block Diagram)以及圖標 /連結(jié)器 (Icon/Connector)三部分。以美國 NI 公司的軟件產(chǎn)品 LabVIEW 和 LabWindows/CVI 為代表的虛擬儀器專用開發(fā)平臺是當(dāng)前流行的集成化開發(fā)工具。 20xx 屆電子信息工程畢業(yè)論文（論文） 9 (5）虛擬儀器開放、靈活，與計算機同步發(fā)展，與網(wǎng)絡(luò)及其他周邊設(shè)備互聯(lián)。這是虛擬儀器最大的優(yōu)點之一，有了這一點，儀器的開發(fā)和換代時間將大大縮短。 一般通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)支持多路模擬通道，而各通道的模擬信號電壓可能有巨大差異，因此最好是對各通道采用不同的放大倍數(shù)進行放大，即放大器的放大倍數(shù)可以實時控制改變。 在數(shù)據(jù)采集過程中所需要的設(shè)備、儀器形成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它 是計算機智能儀器與外界物理世界聯(lián)系的橋梁 ，是獲取信息的重要途徑。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用 隨著社會的高速發(fā)展，計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在生產(chǎn)領(lǐng)域和日常生活等各方面的應(yīng)用越來越為重要，如化學(xué)工業(yè) 中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可針對化工過程復(fù)雜，工藝參數(shù)多，分布廣等特性來進行生產(chǎn)過程 中的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以解決生產(chǎn)中的生產(chǎn)動態(tài)實時數(shù)據(jù)的收集與處理，且數(shù)據(jù)準確，收集、處理、反饋等過程所需時間短。 . 采樣 /保持器 A/D 轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換需要一定的時間，在這 段時間內(nèi)希望 A/D 轉(zhuǎn)換器輸入端的模擬信號電壓保持不變，以保證有較高的轉(zhuǎn)換精度。由于 VI 的模塊化、開放性和靈活性，以及軟件是關(guān)鍵的特點，當(dāng)用戶的測試要求變化時可以方便地由用戶自己來增減硬、軟件模塊，或重新配置現(xiàn)有系統(tǒng)以滿足新的測試要求。 (8）虛擬儀器在高性價比的條件下， 降低系統(tǒng)開發(fā)和維護費用，縮短技術(shù)更新周期。 硬 件 驅(qū) 動 程 序數(shù) 據(jù) 處 理用 戶 界 面 圖 13 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu) 虛擬儀器的開發(fā)軟件 虛擬儀器的開發(fā)語言 20xx 屆電子信息工程畢業(yè)論文（論文） 11 虛擬儀器系統(tǒng)的開發(fā)語言有：標準 C， Visual C++ ， Visual Basic 等通用程序開發(fā)語言。 (2）流程圖：流程圖提供 VI 的圖形化源程序。如果采樣系統(tǒng)對時間要求嚴格，則必須同時 采集，這就需要每個通道都有自己的放大和 A/D 轉(zhuǎn)換器。把采集到的信號瞬間值，保持在 A/D 轉(zhuǎn)換的過程中不變化。由于聲卡是計算機的標準配置，有成熟的驅(qū)動程序和操作系統(tǒng)配合，因此無需考慮軟硬件方 面的兼容問題，在跨操作系統(tǒng)平臺時也不存在程序的移植問題。如 Line In（輸入）和 Mic In（輸出）端口，此類 端口傳輸?shù)氖悄M信號 。 因而，利用虛擬儀器設(shè)計的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有著過去的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所不具有的優(yōu)勢和特點，它可以近乎完美地測量任何在音頻范圍內(nèi)的信號，例如： 聲音、 振動、心肺 音 、 腦電、 心電、地震波，電源諧波 等 ，根據(jù)所用傳感器的不同而不同，當(dāng)然還要看所 采 用的軟件 所提供的功能 。大多數(shù)信號調(diào)理模塊有低通濾波器，用來濾除噪聲。 對于聲卡線路輸入口，它的輸入阻抗通常在 1 千歐～ 50 千歐之間（取決于聲卡），它的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換滿程電壓在 ?500mV～ ?2V 之間（取決于聲卡），可通過 Windows 控制面板中的錄音控制進行調(diào)節(jié)。 為保證測量的準確性，被測電路在被測點處的輸出阻抗應(yīng)小于聲卡 測量電路 的輸入阻抗，否則被測信號將不能 正常傳給聲卡。 圖 44 緩存 Case 函數(shù) SI Config 負責(zé)對聲卡進行 初始配置 ， 也就是當(dāng)程序開始執(zhí)行時，聲卡將按照這個指令執(zhí)行指定的采樣。 實際信號分析 由于條件限制，本設(shè)計以采集聲音信號為例，進行頻譜分析、加窗后所得圖形如下所示。數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng) [M] 中國石油大學(xué)出版社 。聲卡采樣率的誤差測試及其分析 [A]。計算機技術(shù)與應(yīng)用進展 本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實際工作中去。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。基于 LabVIEW 的電壓信號聲卡采集系統(tǒng) [A]。20xx，（ 02） . [8] 張燁 。張屺 。 Y 值則代表了生成波形的幅值大小 ，它 是聲卡采集過來的數(shù)據(jù)經(jīng)過除法運算獲得的 ，所 生成波形的幅值大小 即 反映了聲音的強弱。 圖 44 為 SI CONFIG 的緩存， 確定了數(shù)據(jù)采集所使用的緩存大小，也就是說，只有和緩存一樣大的數(shù)據(jù)才能同時顯示出來。兩個串聯(lián)的硅二極管將輸入電壓鉗制在 2=(V) 左右。生成的信號可從揚聲器輸出口或線路輸出口輸出。 (2）隔離 隔離是指使用變壓器、光或電容耦合等方法在被測