【正文】 系統(tǒng)和測試系統(tǒng)之間傳遞信號，避免直接的電連接。 聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集能力取決于聲卡硬件，因此應(yīng)根據(jù)對采集能力的要求來選擇適當(dāng)?shù)穆暱?。由于它在放大聲音、音樂等信號的過程中也同時放大了噪音信號，所以從其輸出端 (Speaker Out)輸出的噪音較大。 高凡：基于 Labview 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 14 第二章 聲卡 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu) 與普通數(shù)據(jù)采集卡不同的是，聲卡自身已帶有前置放大器，能直接接受比較微弱的信號，例 如來自話筒的信號，同時相對其他數(shù)據(jù)采集卡而言， 聲卡 本身已經(jīng) 具有 模數(shù)轉(zhuǎn)換（ ADC） 和 數(shù)模轉(zhuǎn)換（ DAC）的 功能，無需另外增加 A/D 轉(zhuǎn)換硬件即可實現(xiàn)對信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換，而且，聲卡 作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集卡 還 具有著成本低、信號接收能力強等優(yōu)點。 (2）放大器。所以在選擇數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)成系 統(tǒng)時，首先必須對數(shù)據(jù)采集卡的性能指標(biāo)有所了解。像許多通用的軟件一樣， LabVIEW 提供了 Windows、 UNIX、 Linux、 Macintosh OS 等多種 版本。用戶可以采用各種編程軟件來開發(fā)自己所需要的應(yīng)用軟件。 (4）儀器性能的改進和功能擴展只需更新相關(guān)軟件設(shè)計，不需購買新儀器。 虛擬儀器的特點 虛擬儀器是基于計算機的功能化硬件模塊和計算機軟件構(gòu)成的電子測試儀器，而軟件是虛擬儀器的核心，如圖 11 所示，其中軟件的基礎(chǔ)部分是設(shè)備驅(qū)動軟件，而這些標(biāo)準(zhǔn)的儀器驅(qū)動軟件使得高凡：基于 Labview 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 8 系統(tǒng)的開發(fā)與儀器的硬件變化無關(guān)。程控放大器的作用 是將微弱輸入信號進行放大，以便充分利用 A/D 轉(zhuǎn)換器的滿量程分辨率。 20 世紀(jì) 70 年代以來，計算機、微電子等技術(shù)迅猛發(fā)展，在其推動下，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所用 的 儀器與技術(shù)不斷進步，相繼誕生了智能儀器、 PC 儀器、VXI 儀器、虛擬儀器及互換性虛擬儀器等微機化儀器及其系統(tǒng)，計算機與現(xiàn)代化儀器設(shè)備間的界限日漸模糊，測控領(lǐng)域和范圍不斷拓寬。對本研究提 供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 在 環(huán)境監(jiān) 測 方面，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也同樣發(fā)揮著其優(yōu)越的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、處理的性能，它能將所監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的各類環(huán)境數(shù)據(jù)快速而準(zhǔn)確的進行收集，并根據(jù)設(shè)置進行準(zhǔn)確的處理和反饋，在環(huán)境監(jiān)測方面起著十分巨大的作用 。這可以用采樣 /保持器來實現(xiàn)，采樣 /保持器的加入，大大提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率。這樣，當(dāng)用戶從一個項目轉(zhuǎn)向另一個項目時，就能簡單地構(gòu)造出新的 VI系統(tǒng)而不丟失己有的硬件和軟件資源。 表 11 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較 虛擬儀器 傳統(tǒng)儀器 開發(fā)維護費用低 開發(fā)維護費用高 技術(shù)更新周期短（ ～ 1 年） 技術(shù)更新周期短（ 5～ 10 年） 軟件是關(guān)鍵 硬件是關(guān)鍵 價格低 價格昂貴 開放、靈活與計算機同步，可重復(fù)用和重配置 固定 可用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)周邊各儀器 只可連有限的設(shè)備 自動化、智能化、多功能、遠(yuǎn)距離傳輸 功能單一，操作不便 虛擬儀器測試系統(tǒng)的組成 虛擬儀器是基于計算機的儀器。但直接由這些語言開發(fā)虛擬儀器系統(tǒng)，是有相當(dāng)難度的。在 流程圖中對 VI 編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出功能。但是處于成本的考慮，現(xiàn)在普遍流行的是各個數(shù)據(jù)通道公用一套放大器和 A/D 轉(zhuǎn)換器。 (4） A/D 轉(zhuǎn)換器。 圖 21 聲卡 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件組成 采集系統(tǒng)的軟件 采集系統(tǒng)軟件分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析兩大部分，利用 LabVIEW 編制。一片聲音卡通常會有 Line In/Line Out、 MIC/Speaker Out 兩組輸入輸出插孔及一個 15pin的 MIDI 接口，而各種聲音卡在制作上都有其考慮，所以會有些差異。 目前市面上基于聲卡的虛擬儀器軟件有不少，在本課題中，我們選用 LabView 這一虛擬儀器軟件，因為 LabVIEW 與其他計算機語言 不同，它們之間的 顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而 LabVIEW 使用的是圖形化編輯語言 G 編寫程序，產(chǎn)生的 程序是框圖的形式 ，因此在設(shè)計過程中我們可以更加直觀、更加便捷地找出設(shè)計中的問題，并方便地進行直觀的修改 。通常還需要抗混疊濾波器，濾除信號中感興趣的最高頻率以上的所有頻率的信號。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)。 圖 32 具有簡單過壓保護的輸入連接方式 聲卡的輸出連接如下圖 33 所示。 此外，聲音格式中設(shè)置的 音頻采集參數(shù)簇 除 輸送給 SI config 值 外 ，還有一路要經(jīng)過一個解簇函數(shù)（ unbundle），將采樣率分解出來，輸送給一個 case 函數(shù)。 高凡：基于 Labview 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 26 圖 49 原始信號 圖 410 頻譜分析后的信號波形 20xx 屆電子信息工程畢業(yè)論文（論文） 27 圖 411 加 hanning 窗后的信號波形 高凡：基于 Labview 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 28 結(jié) 論 利用電腦及聲卡，配上適當(dāng)?shù)亩喙δ芴摂M儀器軟件，即可將電腦變?yōu)榈囊慌_在音頻甚至略超音頻的范圍內(nèi)工作的多功能測試儀器。1984， 04. [5] 肖忠祥 。冶金企業(yè)自動化、信息化與創(chuàng)新 —— 全國冶金自動化信息網(wǎng)建網(wǎng) 30 周年論文集 [C]。20xx —— 全國第 18 屆計算機技術(shù)與應(yīng)用（ CACIS）學(xué)術(shù)會議論文集 [C]。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進步。 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。 四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解 濱州學(xué)院 關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定。李江 。華東交通大學(xué)學(xué)報 。 高凡：基于 Labview 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 30 參考文獻 [1] National User Manual[M].Texas:National Instruments,20xx. [2] 劉國福 。 t0 端口為生成波的起始時間， dt 為兩采樣點之間的間隔時間。只有經(jīng)過配置后，聲音數(shù)據(jù)才能被 SI START， SI READ 等程序調(diào)用從而進行數(shù)據(jù)的傳輸。 圖 31 最簡單的輸入連接方式 左聲道 地 右聲道 至聲卡的話筒輸入或線路輸入 自被測電路輸出 高凡：基于 Labview 的聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 20 為避免過大的電壓 意外地 進入聲卡，可采用如下 圖 32 的限壓電 路。 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。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。 聲卡的選擇 聲卡的選擇對于系統(tǒng)而言是十分重要的。 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。 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 。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 。 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。 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。 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。 (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。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(dá)、過程通訊以及圖形用戶界面）有機的結(jié) 合起來。 . 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。 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。 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?、縮印、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)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 同時，在 農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 、設(shè)備生產(chǎn) 等 方面， 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 也 扮演著 十分 重要的角色，然而，數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域本身也正在進行著一次又一次的發(fā)展與變化 ，以滿足日益進步的社會生產(chǎn)技術(shù)和各個領(lǐng)域的要求。 20xx 屆電子信息工程畢業(yè)論文（論文） 7 . A/D 轉(zhuǎn)換器 因為計算機只能處理數(shù)字信號，所以須把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，實現(xiàn) 這一轉(zhuǎn)換功能的器件是 A/D 轉(zhuǎn)換器。 虛 擬 儀 器 開 發(fā) 者虛 擬 儀 器 軟 件 面 板虛 擬 儀 器 軟 件 開 發(fā) 平 臺底 層 驅(qū) 動 程 序硬 件 模 塊虛 擬 儀 器 開 發(fā) 者操 作 系 統(tǒng) 圖 11 虛擬儀器開發(fā)框圖 虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢在于可由用戶定義自己的專用儀器系統(tǒng)，且功能靈活，很容易構(gòu)建，所以應(yīng)用面極為廣泛。計算機和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向。除了要花大量時間進行測試系統(tǒng)面板設(shè)計外 ，還要編制大量的設(shè)備驅(qū)動程序和底層控制程序。流程圖中包括前面板上的控件連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。 (3）分辨率 ADC 的位數(shù)越多，分辨率就越高，可區(qū)分的電壓就越小。將模擬的輸入信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出，完成信號幅值的量化。 LabVIEW 采用圖形化開發(fā)環(huán)境，以數(shù)據(jù)流驅(qū)動程序的運行。因為一般麥克風(fēng)的信號較小，所以 MIC 端的放大率會設(shè)計得較大，并且會配合麥克風(fēng)的特性來修正，所以一般的信號輸入和麥克風(fēng)最好分別輸往 Line In 及 MIC，不可混用，以免造成失真或放大率不足的情形。另外，配上 LabView，我們就無需添加任何 ADC 和 DAC 硬件，即可將一 臺