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發(fā)生器設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-01-23 03:04本頁面
【正文】 定義:凡是可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統(tǒng)都稱之為濾波器，相當(dāng)于頻率“篩子”。它對傅氏變換的理論并沒有新的發(fā)現(xiàn)，但是對于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者說數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用離散傅立葉變換，可以說是進(jìn)了一大步。如果僅要求精確讀出主瓣頻率，而不考慮幅值精度，則可選用主瓣寬度比較窄而便于分辨的矩形窗，例如測量物體的自振頻率等；如果分析窄帶信號，且有較強(qiáng)的干擾噪聲，則應(yīng)選用旁瓣幅度小的窗函數(shù)，如漢寧窗、三角窗等；對于隨時間按指數(shù)衰減的函數(shù)，可采用指數(shù)窗來提高信噪比。又從采樣定理可知，無論采樣頻率多高，只要信號一經(jīng)截?cái)?，就不可避免地引起混疊，因此信號截?cái)啾厝粚?dǎo)致一些誤差。為了減少頻譜能量泄漏，可采用不同的截取函數(shù)對信號進(jìn)行截?cái)?，截?cái)嗪瘮?shù)稱為窗函數(shù)，簡稱為窗。本系統(tǒng)所用計(jì)算機(jī)主板集成聲卡是Reaktek的ALC880 Codec，根據(jù)其性能指標(biāo)，采樣位數(shù)為雙通道，采樣比特?cái)?shù)為16位，以保證采樣時的干擾較小、波形穩(wěn)定。（3）頻率范圍和頻率響應(yīng)：前者是指音響系統(tǒng)能夠回放的最低有效回放頻率與最高有效回放頻率之間的范圍；后者是指將一個以恒電壓輸出的音頻信號與系統(tǒng)相連接時，音箱產(chǎn)生的聲壓隨頻率的變化而發(fā)生增大或衰減、相位隨頻率而發(fā)生變化的現(xiàn)象。因而使用聲卡的局限性就是不允許用戶在最高采樣率下隨意設(shè)定采樣頻率。在當(dāng)今的主流民用聲卡上，采樣頻率一般共分為8 KHz、少數(shù)可以達(dá)到48 KHz 。如今市面上所有的主流產(chǎn)品都是16位的聲卡，而一般的數(shù)據(jù)采集卡大多也才有12位，因此，聲卡相較于常用的數(shù)據(jù)采集卡毫不遜色。（1）采樣位數(shù)：采樣位數(shù)可以理解為聲卡處理聲音的解析度。聲卡：計(jì)算機(jī)的聲卡作為數(shù)據(jù)采集卡，其A/D轉(zhuǎn)換功能已經(jīng)成熟，而且計(jì)算機(jī)無需添加額外配件便能完成所有音頻信號的采集功能，具有價格低廉、采樣精度高，與LabView結(jié)合編程簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此，利用聲卡可以構(gòu)成一個較高采樣精度、中等采樣頻率、靈活性好的信號采集系統(tǒng)。信號調(diào)理電路：在信號進(jìn)入聲卡之前必須經(jīng)過信號調(diào)理，主要包括信號的放大、濾波、隔離和線性化處理，以使其能夠被聲卡正確的識別。它主要由聲源、信號調(diào)理模塊、計(jì)算機(jī)聲卡以及安裝于計(jì)算機(jī)機(jī)上的LabVIEW軟件等幾部分組成。第三章 設(shè)計(jì)思想及原理利用噪聲信號子VI，可實(shí)現(xiàn)疊加各種噪聲，通過調(diào)節(jié)前面板的顯示器及控件來觀察任意波形并改變參數(shù)；雙通道數(shù)字存儲示波器通過信號分析子VI 動態(tài)實(shí)現(xiàn)部分概率與統(tǒng)計(jì)的分析功能，通過濾波、加窗、快速傅立葉變換對信號進(jìn)行分析并在前面板上顯示分析結(jié)果。濾波器截止頻率值要求用實(shí)際頻率作為輸入。時頻分析儀應(yīng)該能夠完成大部分時域和頻域分析，可實(shí)現(xiàn)對原始信號分析前的加窗，實(shí)現(xiàn)濾波器操作，頻譜分析，原始數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)可進(jìn)行保存，示波器的各個參數(shù)靈活可調(diào)并且可以將已存數(shù)據(jù)重新載入進(jìn)行分析觀察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該設(shè)計(jì)方案具有設(shè)計(jì)簡便、成本低、通用性高、擴(kuò)展性好、界面大方簡潔等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工程測量和科學(xué)實(shí)驗(yàn)室等環(huán)境。由于專用數(shù)據(jù)采集卡成本比較昂貴、而且和計(jì)算機(jī)兼容性比較差等缺點(diǎn)，這個論文就是應(yīng)用性能良好、價格低廉的計(jì)算機(jī)聲卡設(shè)計(jì)一套基于LabVIEW的信號采集分析系統(tǒng)。實(shí)際測量中，在滿足測量要求的前提下，可以充分利用計(jì)算機(jī)自身資源，完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)，從而節(jié)省成本。數(shù)據(jù)采集是信號分析與處理的一個重要環(huán)節(jié)，在許多工業(yè)控制與生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控中，都需要對各種物理量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。LabVIEW是一種圖形化編程語言，廣泛應(yīng)用于工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室,主要應(yīng)用于儀器控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示等領(lǐng)域,適用于多種不同的操作系統(tǒng)平臺。目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最強(qiáng)的圖形化軟件集成開發(fā)環(huán)境是美國國家儀器公司的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：聲卡；數(shù)據(jù)采集；虛擬儀器；LabVIEWAbstract:A study which is based on the sound card collection of audio analyzer and a design of signal generator Programming the sound acquisition in the environment of LABVIEW,that is t
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