【正文】 ................. 9 MATLAB 簡(jiǎn)介 ................................................. 9 數(shù)據(jù)采集工具箱及聲卡簡(jiǎn)介 .................................... 9 MATLAB 在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用 .................................. 10 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ..................................................... 11 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................... 11 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) ............................................... 12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) ............................................... 12 聲音信號(hào)采集的硬件配置 ............................... 12 數(shù)據(jù)采集 ............................................. 13 數(shù)據(jù)分析 ............................................. 14 應(yīng)用實(shí)例 ................................................... 14 5 結(jié)語(yǔ) ............................................................. 17 [參考文獻(xiàn) ] ........................................................ 18 附錄 .............................................................. 19 致謝 ............................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 Based on sound card。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門(mén)的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 （ 4） 變速率變分辨率采樣 。 圖 2給出了基于 MATLAB 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖，主要部件數(shù)據(jù)采集工具箱提供了硬件驅(qū)動(dòng)程序和 MATLAB 環(huán)境之間 “ 對(duì)話 ” 所需的硬件驅(qū)動(dòng)程序適配器、數(shù)據(jù)采集引擎和 M文件函數(shù) 。因?yàn)橄到y(tǒng)精度取決于系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)（子系統(tǒng)）的精度，如前置放大器、濾 波器、模擬多路開(kāi)關(guān)等。 多通道同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 多通道同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 其結(jié)構(gòu)如圖 4 所示，也屬于分時(shí)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。如果配上數(shù)據(jù)采集線路，該系統(tǒng)就可以作為一個(gè)虛擬儀器來(lái)使用。 基于計(jì)算機(jī)聲卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有以下特點(diǎn) 。 (2)實(shí)現(xiàn)將采集到的聲音信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析 ,畫(huà)出頻譜圖以圖形方式很直觀地反映出信號(hào)特征 。 chan = addchannel(AI,1)。rising39。 % 設(shè)置采樣速率 ...% 其它的相關(guān)設(shè)置 數(shù)據(jù)采集 啟動(dòng)設(shè)備對(duì)象 ,控制聲卡開(kāi)始采集數(shù)據(jù) ,采 集過(guò)程中可以向聲卡發(fā)送控制命令 ,如暫停采集、退出采集等。Frequency (Hz)39。)。,)。 % 此函數(shù)為 MATLAB自帶 subplot(2,1,2) plot(f,mag) grid on ylabel(39。 第 18 頁(yè) [參考文獻(xiàn) ] [1]JI Xiaosong,LI and Realization of Highspeed Data Acquisition Card[J]Modern Electronics ,(1):1618. [2]陳志勇 ,錢(qián)衛(wèi)飛 .基于 MATLAB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].計(jì)量技術(shù)， 2021,(1):1215. [3]李亞微 ,郭敏 .基于 MATLAB的音頻數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) [J].電聲技術(shù) ,2021,31(3):1214. [4]陳小異 ,劉軍安 ,吳晨曦 .基于 MATLAB 的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].新技術(shù)新工藝 ,2021(10):1011. [5]王紅兵 ,王國(guó)棟 ,金翔 ,白寧 .基于聲卡和 MATLAB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在楊氏模量測(cè)量中的應(yīng)用[J].物理實(shí)驗(yàn) ,2021,(4):2225. [6]王琳 ,商周 ,王學(xué)偉 .數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用 [J].電測(cè)與儀表 ,2021,(8):1719. [7]趙祚喜 ,羅錫文 ,馬瑞峻 .基于 MATLAB的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].2021,(3):1316. [8]陳德娟 .基于 MATLAB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].2021,30(4):912. [9]賴?yán)蝻w ,王笑君 .數(shù)據(jù)采集器運(yùn)用于探究性學(xué)習(xí)的探討 [J]．物理實(shí)驗(yàn) .2021(7):1012. [10]晏培等 .數(shù)據(jù)采集與工業(yè)通信 [J].現(xiàn)代制造 .2021(13)： 2325. [11]張金玉 ,張優(yōu)云 ,王漢功 .基于 MATLAB 遠(yuǎn)程信號(hào)分析與診斷系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) [J].電子技術(shù)應(yīng)用 .2021(10)： 38. [12]VINAY K I。)。)。 % 計(jì)算 窗函數(shù)長(zhǎng)度 window = hanning(blocksize)。]) 第 21 頁(yè) 項(xiàng) 目 經(jīng) 理項(xiàng) 目 副 經(jīng) 理 項(xiàng) 目 總 工 質(zhì) 安 總 監(jiān)工程管理部物資管理部技術(shù)管理部檢測(cè)試驗(yàn)室質(zhì)安管理部監(jiān) 督 工 程 管 理部 、 物 資 管 理部 、 檢 測(cè) 試 驗(yàn) 室現(xiàn) 場(chǎng) 質(zhì) 檢 員 、 施 工 員施 工 班 組 3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承 承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 3S7S承 承 承 承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承 承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 承承 承 承3S7S承 承 承 承 承 承承 承 承 承3N7N承 3S7S承 承 承承 承 承3N7N承 承 承 承 承 承 3S7S承 承 承 承 承 承e39。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^G89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz84! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*adNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 disp([39。Time (sec.)39。 % 設(shè)置觸發(fā)時(shí)延 set(AI, 39。,chan) % 設(shè)置觸發(fā)通道 set(AI,39。而聲卡的普及性高，價(jià)格低廉。 % 定義超時(shí)值 Fs = ActualRate。rising39。 set(AI,39。 對(duì)所采集的聲音信號(hào)進(jìn)行頻譜分析的程序?yàn)? [f,mag]=daqdocfft(data1,Fs,blocksize)。)。)。另外需要注意的一點(diǎn)是采樣頻率是由聲卡的物理特性決定的 ,實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)情況選擇一個(gè)聲卡支持的采樣頻率 .MATLAB 支持電平觸發(fā)、事件觸發(fā)和手動(dòng)觸發(fā)三種方式來(lái)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集工作。因此 ,在 MATLAB 中可以很容易地實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集與分析處理工作 ，如圖 7所示 。例如，在硬件設(shè)備運(yùn)行時(shí)，可以獲取事件信息， 評(píng)估采集狀態(tài)，定義觸發(fā)器和回訪狀態(tài)，預(yù)覽數(shù)據(jù)以及進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，可以設(shè)置和顯示所有的硬件特性以滿足用戶的技術(shù)指標(biāo)。 MATLAB 強(qiáng)大的計(jì)算功能只能在其平臺(tái)上才能使用，也就是說(shuō)，必需在安裝了其解釋器的機(jī)器上才能使用 MATLAB 的 M文件，這樣就給工程應(yīng)用帶來(lái)了很大不便。采樣方式可以按順序或隨機(jī)進(jìn)行。 使用系統(tǒng)所采用的 A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)表示系統(tǒng)分辨率； 使用最低有效位值（ LSB）占系 統(tǒng)滿度值的百分比表示系統(tǒng)分辨率； 使用系統(tǒng)可分辨的實(shí)際電壓數(shù)值表示系統(tǒng)分辨率； 使用滿度值可以分的級(jí)數(shù)表示系統(tǒng)分辨率。 圖 1 一般的外置式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 整個(gè)系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析兩大部分，以友好的圖形界面與用戶進(jìn)行交互溝通。 （ 2） 欠采樣（ Under Sampling）。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過(guò)了傳統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因此獲得了驚人的發(fā)展。 在文章里具體 介紹了 該課題的 背景 ,當(dāng)今數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) ， 介紹了MATLAB 及其數(shù)據(jù)采集工具箱 , 利用聲卡的 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換技術(shù) 和 MATLAB 的功能 ,提 出了一種 高性價(jià)比的 基于聲卡的數(shù)據(jù)采集與分析方案。在當(dāng)今社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，包括科研和實(shí)驗(yàn)研究，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有著不可代替的作用，數(shù)據(jù)采集和處理進(jìn)行得越及時(shí)，工作效率就越高，取得的經(jīng)濟(jì)效益就越大。本文評(píng)述了近期市場(chǎng)上的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品 ,并進(jìn)一步指出了這些產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。 第 3 頁(yè) 2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)主要由兩部分組成：采集子系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)，即下位機(jī)智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機(jī) HMI（ Human Machine Interface） 系統(tǒng)。 （ 3） 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理相互結(jié)合的日益緊密，形成數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、處 理到控制的全部工作。 動(dòng)態(tài)范圍 動(dòng)態(tài)范圍最 早是 信號(hào) 系統(tǒng)的概念，一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍被定義成最大不失真 電平 和噪聲電平的差。這種結(jié)構(gòu)形式中，每個(gè)通道都有自己的采樣保持器和 A/D 轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò) A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)接口電路送到計(jì)算機(jī)中。 數(shù)據(jù)采集工具箱及聲卡簡(jiǎn)介 MATLAB 的 數(shù)據(jù)采集工具箱是一種建立在 MATLAB 環(huán)境下的 M 函數(shù)文件和 MEX 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件的集合，包含 3大區(qū)域的組件： M 文件函數(shù)、數(shù)據(jù)采集引擎及硬件驅(qū)動(dòng)適配器。在 CPU足夠快的條件下，還可以實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)顯示波形的頻譜、功率譜。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 聲音信號(hào)采集功能的實(shí)現(xiàn)是由 MATLAB 控制計(jì)算機(jī)聲卡將傳感器得到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中 。)。 % 設(shè)置觸發(fā)電壓值 set(AI, 39。 % 將采樣得到的數(shù)據(jù)保存到 data1,采樣時(shí)間保存到time catch time=0。 （ 1） 創(chuàng)建設(shè)備對(duì)象，這里