虛擬儀器課程設(shè)計(jì)--基于聲卡的音頻采集分析儀與信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)(參考版)
2025-01-20 03:04本頁面
【正文】 感謝老師給我這次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。尤其在信號(hào)采集進(jìn)行時(shí)頻分析過程中，對(duì)于運(yùn)作的順序不一樣就很有可能導(dǎo)致錯(cuò)誤，所以在運(yùn)用LABVIEW控件過程中，一定要對(duì)每一個(gè)控件的功能搞明白，在對(duì)錯(cuò)誤分析時(shí)要學(xué)會(huì)利用調(diào)試等功能，分析產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果時(shí)要注意運(yùn)行不同的順序可能會(huì)出錯(cuò)，此時(shí)要連上ERRO。其有效的利用了計(jì)算機(jī)資源，節(jié)約了數(shù)據(jù)采集成本，易于構(gòu)建和升級(jí)，并且界面友好，操作簡(jiǎn)單，成本較低，易于實(shí)現(xiàn)，不僅可以應(yīng)用于科研試驗(yàn)，而且可以應(yīng)用于檢測(cè)車輛等方面，具有比較廣闊的應(yīng)用前景。為音量輸出裝置設(shè)置特殊值。有錯(cuò)誤發(fā)生或用戶按停止按鈕則程序停止運(yùn)行。程序運(yùn)行后還可以聽到聲音，聲音的音量大小由Volume調(diào)節(jié)。Case結(jié)構(gòu)中嵌套while循環(huán)實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音的輸出，有錯(cuò)誤發(fā)生或人為停止則程序終止。選擇模擬通道，程序運(yùn)行后，可以聽到較為清晰的鳴聲，通過Volume可調(diào)節(jié)音量，若疊加了高斯白噪聲，聽到茲茲的噪音。圖2信號(hào)的統(tǒng)計(jì)分析、失真分析設(shè)計(jì)由失真測(cè)量函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)諧波失真、信納比、指定諧波等參數(shù)的測(cè)量，并通過前面板數(shù)值顯示控件顯示；由幅值和測(cè)量函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的正峰、反峰、均值、均方根、平均周期等參數(shù)的測(cè)量，并通過前面板數(shù)值顯示控件顯示；有統(tǒng)計(jì)分析函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的時(shí)域波形統(tǒng)計(jì)特性參數(shù)中值、總采樣數(shù)、算數(shù)平均、偏斜度、峰度、時(shí)間步長(zhǎng)、初值、終值的測(cè)量，并通過前面板顯示控件顯示。虛擬分析儀的界面如圖所示，該圖顯示為實(shí)際采集音頻信號(hào)的FFT變換頻譜。其中，對(duì)信號(hào)加窗時(shí)，使用矩形窗將信號(hào)突然截?cái)?，在頻域上造成很寬的、原信號(hào)中不存在的附加頻率成分，即有限化帶來的泄露問題。1）前面板設(shè)計(jì)圖182）框圖程序的設(shè)計(jì)圖19（功率、幅度、相位）分析的設(shè)計(jì)1）前面板設(shè)計(jì)：頻域分析是通過傅里葉變換將時(shí)域信號(hào)變換到頻域，其主要是了解信號(hào)的頻譜成分以及各種成分的強(qiáng)度。圖162）信號(hào)加低通濾波的框圖程序：使用Case結(jié)構(gòu)，兩個(gè)分支為加低通濾波設(shè)置和不加低通濾波設(shè)置，結(jié)果由波形圖描述。True分支信號(hào)從通道中得到，由“通道選擇”個(gè)數(shù)，由模擬通道發(fā)生子VI實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生，最后由波形圖顯示。圖112）信號(hào)發(fā)生器框圖程序設(shè)計(jì)：Case循環(huán)的兩個(gè)分支為True和False，循環(huán)外部：聲音格式按名稱解綁后再連接到循環(huán)結(jié)構(gòu)中，分支選擇端子為信號(hào)來源的枚舉類型。由波形圖實(shí)現(xiàn)信號(hào)讀取。信號(hào)類型有正弦、平方、三角形、矩形信號(hào)類型。2）框圖程序設(shè)計(jì)：被插值的一系列數(shù)據(jù)處理由case循環(huán)，while循環(huán)及數(shù)組函數(shù)實(shí)現(xiàn)，插值函數(shù)為interpolate，case循環(huán)和插值開關(guān)選擇是否插值。1）前面板設(shè)計(jì)：運(yùn)行程序，結(jié)果如下，采集了10個(gè)數(shù)據(jù)1） 框圖程序設(shè)計(jì)：1） 前面板設(shè)計(jì)、框圖程序設(shè)計(jì)：利用for循環(huán)采集隨機(jī)數(shù)，采集到的數(shù)據(jù)和采集時(shí)間在前面板顯示。清除前面控件的當(dāng)前數(shù)據(jù)。使用列表框來選擇指數(shù)放入數(shù)據(jù)圖中。將帶時(shí)間戳的字符串?dāng)?shù)組的數(shù)據(jù)加載到列表框。2）文本數(shù)據(jù)讀取子VI框圖程序說明：打開文件對(duì)話框來選擇文件閱讀，讀取文件并顯示字符串的指標(biāo)。濾波器類型選擇由枚舉類型和Butterworth 圖61）前面板設(shè)計(jì)：，再調(diào)用另外一個(gè)子vi（線性插值子程序）對(duì)讀取的文本文件數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行頻率的整合，使之符合聲卡的規(guī)定頻率。波形特性為正弦。同時(shí)還有一個(gè)聲音的格式來規(guī)定輸入出的信號(hào)的格式。參數(shù)包括了頻率、幅度等信息，能夠進(jìn)行輸入改變信號(hào)的特性。熱噪聲和散粒噪聲是高斯白噪聲。這是考查一個(gè)信號(hào)的兩個(gè)不同方面的問題。已知y求x的過程與以上過程相同，只是x與y要進(jìn)行交換。實(shí)際上，即使x不在x0到x1之間并且α也不是介于0到1之間，這個(gè)公式也是成立的。圖4根據(jù)圖中所示，我們得到（yy0）(x1x0)=(y1y0)(xx0)，假設(shè)方程兩邊的值為α，那么這個(gè)值就是插值系數(shù)—從x0到x的距離與從x0到x1距離的比值。 線性插值是數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等領(lǐng)域廣泛使用的一種簡(jiǎn)單插值方法。通常選一類簡(jiǎn)單的函數(shù)作為P(x)，并使P(xi)=f(xi)對(duì)i=1,2,……,n成立。因此，我們希望可以根據(jù)給定的函數(shù)表做一個(gè)既能反映函數(shù)f(x)的特性，又便于計(jì)算的簡(jiǎn)單函數(shù)P(x)。
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