基于聲卡的labview的數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)分析(參考版)
2024-11-20 19:47本頁面
【正文】 Copyright By China Industrial Control Net 中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng) 。 通訊地址：海軍大連艦艇學(xué)院研究生 2隊(duì) 郵編： 116018 電 話： 041185847240 13194262161 Email： 注：本文已被《微計(jì)算機(jī)信息》錄用 作者單位：大連艦艇學(xué)院 地址：大連中山區(qū)解放路 667 號(hào)研究生 2 隊(duì) 116018 Email： ［未經(jīng)授權(quán)，禁止轉(zhuǎn)載，否則中國(guó)工控網(wǎng)將追究侵權(quán)者法律責(zé)任］ 如果您需要本文作為學(xué)習(xí)或工作的參考資料，請(qǐng) 【放入我的收藏】 ，以供隨時(shí)在線閱讀。例如，對(duì)環(huán)境噪聲進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集語音 信號(hào)并進(jìn)行分析和處理來實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別，還可以實(shí)現(xiàn)示波器、信號(hào)發(fā)生器及萬用表等設(shè)備在音頻信號(hào)范圍內(nèi)的基本功能，其應(yīng)用前景較為廣闊。如果采用筆記本電腦則無需添加任何硬件就可以構(gòu)成便攜式測(cè)量系統(tǒng)。實(shí)踐證明，整個(gè)系統(tǒng)性價(jià)比高，通用性強(qiáng)，界面友好，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方便，性能穩(wěn)定可靠，其個(gè)別性能指標(biāo)甚至優(yōu)于市售數(shù)據(jù)采集板卡，而價(jià)格卻不到后者的十分之一。和模擬濾波器相比，該數(shù)字濾波器不需要精度組件，不會(huì)因溫度、濕度的變化產(chǎn)生誤差。該 VI主要使用了 LabVIEW中 While Loop結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)程序的信號(hào)采集、存儲(chǔ)和運(yùn)行退出等功能，并且應(yīng)用了 Sound Input和 Signal Processing模板中的節(jié)點(diǎn)完成信號(hào)采集、時(shí)域圖實(shí)時(shí)顯示、加窗 和功率譜分析等操作。 LabVIEW還有自動(dòng)錯(cuò)誤處理功能 [1]，利用其函數(shù)節(jié)點(diǎn)的 error in和 error out端口可在程序運(yùn)行中某一個(gè)函數(shù)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)自動(dòng)掛起，彈出錯(cuò)誤信息對(duì)話框，高亮顯示出錯(cuò)函數(shù)的圖標(biāo)并將出錯(cuò)信息依次向后傳遞，后續(xù)函數(shù)將不再進(jìn)行任何操作，直到程序最后做出相應(yīng)的錯(cuò)誤處理。該系統(tǒng)充分利用 LabVIEW的多線程 (Multithreading)技術(shù)，為整個(gè)系統(tǒng)中的用戶接口、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)分析以及文件讀寫等多個(gè)操作自動(dòng)分配優(yōu)先級(jí)，讓它們相互獨(dú)立運(yùn)行，避免了單線程系統(tǒng)中的調(diào)用阻塞，且不會(huì)浪費(fèi) CPU時(shí)間 [3]。用戶還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理，甚至對(duì)該段數(shù)據(jù)按頻 段進(jìn)行分析。圖 2所示局部用戶界面中的波形是通過麥克風(fēng)實(shí)時(shí)采集的女士高音，其效果已經(jīng)滿足了普通測(cè)量要求，在采集暫停和終止時(shí)可以通過 LabVIEW波形顯示器 (Waveform Graph)自帶的功能對(duì)波形進(jìn)行觀察和測(cè)量，對(duì)穩(wěn)定的周期信號(hào)還可以直接準(zhǔn)確的讀出幅值 和頻率。 本文根據(jù)主流聲卡的性能指標(biāo)，默認(rèn)設(shè)置采樣頻率為 ，采樣位數(shù)為 16位，采樣方式為單聲道，這樣采樣的波形穩(wěn)定，而且干擾小。若用單聲道采樣，左右聲道信號(hào)都相同，而且幅值為原信號(hào)的 1/2；用立體聲采樣，左右聲道互不干擾，可以采集兩路不同的信號(hào)，而且幅值與原信號(hào)相同。圖 1為數(shù)據(jù)存盤部分框圖程序。由于 PCM波形音頻格式輸出的信號(hào)質(zhì)量最好，所以本文使用該格式對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理、存盤和重載。采集到的數(shù)據(jù)及其頻譜特性以直觀的圖形方式呈現(xiàn)于用戶面前。
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