【正文】 碼的編寫麻煩和參數(shù)傳遞設(shè)置。并提供了廣泛的接口，可以與 matlab 在內(nèi)的多種軟件相互調(diào)用。用它開(kāi)發(fā)的軟件稱為虛擬儀器。因?yàn)樘摂M儀器可以充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件資源，對(duì)信號(hào)靈活地進(jìn)行計(jì)算、分析、判斷、處理、顯示或輸出等； ③ 虛擬儀器由用戶自定義儀器功能 , 而傳統(tǒng)儀器一經(jīng)設(shè)計(jì)、制造完成后 , 就很難改變； ④ 虛擬儀器具有技術(shù)更新周期短的特點(diǎn)，大約為 12 年； ⑸ 虛擬儀器開(kāi)放、靈活，可與計(jì)算機(jī)同步發(fā)展，可靈活地與網(wǎng)絡(luò)及其周邊設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。改實(shí)驗(yàn)基于虛擬儀器的聲音采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)將極大的節(jié)省人力、物力，為今后的聲音信號(hào)采集提供很好的參考。計(jì)算機(jī)的聲卡具有采集信號(hào)的能力并實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換。它利用計(jì)算機(jī)的顯示器的顯示功能模擬傳統(tǒng)器的控制面板。 計(jì)權(quán)（又叫加權(quán)）參數(shù)是在對(duì)頻響曲線進(jìn)行了一些加權(quán)處理后測(cè)得的參數(shù)，以區(qū)別于平直頻響狀態(tài)下的不計(jì)權(quán)參數(shù)。 計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò) 為了模擬人耳聽(tīng)覺(jué)在不同頻率有不同的靈敏性，在聲級(jí)計(jì)內(nèi)設(shè)有一種能夠模擬人耳的聽(tīng)覺(jué)特性，把電信號(hào)修正為與聽(tīng)感近似值的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)叫作計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。前置放大器，高輸入阻抗與低輸出阻抗。輸入放大器使用的哀減器調(diào)節(jié)范圍為測(cè)量低端，輸出放大器使用的衰減器調(diào)節(jié)范圍為測(cè)量高端。 放大器 一般采用兩級(jí)放大器，即輸入放大器和輸出放大器，其作用是將微弱的電信號(hào)放大。電容式傳聲器是聲學(xué)測(cè)量中比較理想的傳聲器，具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率響應(yīng)平直、靈敏度高和在一般測(cè)量環(huán)境下穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用廣泛。 ② 電容式傳聲器主要由金屬膜片和靠得很近的金屬電極組成，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)平板電容。該電流根據(jù)振動(dòng)膜片受到聲波壓力的大小而變化。 ① 動(dòng)圈式傳聲器由振動(dòng)膜片、可動(dòng)線圈、永久磁鐵和變壓器等組成。 傳聲器 傳聲器是把聲壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)的裝置，它是聲級(jí)計(jì)的傳感器。 工作原理 由傳聲器將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由前置放大器變換阻抗，使傳聲器與衰減器匹配。在把聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)時(shí)，可以模擬人耳對(duì)聲波反應(yīng)速度的時(shí)間特性；對(duì)高低2020 屆機(jī)械電子工程專業(yè)（論文） 5 頻有不同靈敏度的頻率特性以及不同響度時(shí)改變頻率特性的強(qiáng)度特性。 測(cè)量聲壓嘴常用的是聲級(jí)計(jì)。 ． 聲壓級(jí) 什么是聲壓級(jí) 聲壓級(jí)用符號(hào) SPL 表示，其定義為將待測(cè)聲壓有效值與參考聲壓的比值取常用對(duì)數(shù)乘 20. SPL=20)( )(lg refp ep 在空氣中參考聲壓取值一般為 10e5 帕。如果聲壓隨時(shí)間變化是按簡(jiǎn)諧規(guī)律，那么峰值聲壓也就是聲壓的振幅。 聲壓與聲強(qiáng)的關(guān)系 聲強(qiáng)指聲波傳播的能流密度，即在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于傳播方向上單位面積的聲音能量．聲源在某點(diǎn)發(fā)出的聲波，向外傳播，在 距聲源 r 處的聲強(qiáng)為 I=E/4π 2r ,式中E 是聲源每秒鐘發(fā)出的能量，聲強(qiáng) I 的單位是 W/m2. 凡能引起正常聽(tīng)覺(jué)的聲波，對(duì)聲強(qiáng)有一定范圍的要求，這個(gè)范圍跟聲波的頻率有關(guān)，對(duì)于每個(gè)特定頻率的聲波，要引起聽(tīng)覺(jué)，其聲強(qiáng)有兩個(gè)極值．若根據(jù)正常聽(tīng)覺(jué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以頻率為橫坐標(biāo)，以聲強(qiáng)為縱坐標(biāo)，將各種頻率的聲強(qiáng)上下限坐標(biāo)連起來(lái)，低于下限的聲強(qiáng)，不能引起聽(tīng)覺(jué)．凡超過(guò)上限的聲強(qiáng)，使人耳有痛感．故上下限曲線間的區(qū)域即為聽(tīng)覺(jué)范圍．國(guó)際上選定 I0=W/m2 作為聲強(qiáng)的參考標(biāo)準(zhǔn)，聲強(qiáng) I 與標(biāo)準(zhǔn)聲強(qiáng) I0 之比的對(duì)數(shù)稱作聲強(qiáng) I 的聲強(qiáng)級(jí)，用 L 表示，即 L=lg( I / 0I ).單位為貝爾，用 BEL表示，這個(gè)單位在實(shí)用上太大，故常用貝爾的 1/0，即分貝（ dB)作為單位，所以聲強(qiáng)級(jí)的表示式為 L=10lg(I / 0I )(dB).,用 dB 為單位，最輕音就是 0 瞬時(shí)聲壓：聲場(chǎng)中某一瞬時(shí)的聲壓值稱為瞬時(shí)聲壓。 ：基于虛擬儀器的聲音采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 聲壓 聲壓的定義 聲壓就是大氣壓受到聲波擾動(dòng)后產(chǎn)生的變化，即為大氣壓的余壓，它相當(dāng)于在大氣壓強(qiáng)上疊加一個(gè)聲波擾動(dòng)引起的壓強(qiáng)變化通過(guò)聲壓的測(cè)量可以間接求出質(zhì)點(diǎn)速度等其他物理量。 ④ 使計(jì)算數(shù)目字變小對(duì)數(shù)運(yùn)算可以將龐大的線性表示量變成便于記憶書(shū)寫和計(jì)算。所謂動(dòng)態(tài)范圍就是某個(gè)變量隨其自變量變化的范圍。任何計(jì)量，不管其單位如何，只要能給出基準(zhǔn)值，都可以用分貝來(lái)表示。因此，以分貝度量音響符合人耳感覺(jué)。 分貝的運(yùn)算法則 直接相加：只要兩個(gè)或數(shù)個(gè)比率是相乘關(guān)系，其對(duì)應(yīng)的分貝值就可以直接相加。在實(shí)際使用過(guò)程，發(fā)現(xiàn)貝爾這個(gè)單位太大，故采用貝爾的十分之一為單位，稱之為分貝 (decibe1)，即 10 分貝數(shù)等于1 貝爾數(shù)。把前后所測(cè)的兩個(gè)功率比值 (( P/Po ) 取常用對(duì)數(shù)就是此功率差的貝爾數(shù)，用公式表示為 貝爾數(shù) B=lg((P/Po ) 式 式中， P 為類似功率輸出量； P。本篇內(nèi)容主要由摘要、目錄、聲音的描述、虛擬儀器、 labview 及聲音采集簡(jiǎn)介、基于 labview 的聲音采集方案設(shè)計(jì)、基于 labview 的聲音采集系統(tǒng)的軟件部分、聲音采集系統(tǒng)的運(yùn)行和測(cè)試結(jié)果、 .總結(jié)、致謝以及參考文獻(xiàn)組成。具體的有自相關(guān)、卷積、拉普拉斯、均方值等。實(shí)現(xiàn)功能：將用戶從麥輸入的聲音信號(hào)進(jìn)行采集，采集的信 ：基于虛擬儀器的聲音采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 號(hào)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中的指定位置，在 labview 中用波形圖可以顯示出來(lái)； ② 聲音的分析系統(tǒng)。能夠?qū)π盘?hào)的特征進(jìn)行提取，分析。 課題主要研究?jī)?nèi)容 在計(jì)算機(jī)中，利用 labview 提供的編程環(huán)境，搭建用于聲音信號(hào)采集的分析系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)的聲卡具有采集信號(hào)的能力并實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換。它利用計(jì)算機(jī)的顯示器的顯示功能模擬傳統(tǒng)器的控制面板。與此同時(shí)將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。聲音采集系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)與外部世界聯(lián)系其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及數(shù)據(jù)采集技術(shù)將有廣闊的發(fā)展前景。要將這些進(jìn)行量化編碼從而變成數(shù)字量這個(gè)過(guò)程就是聲音采集。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及數(shù)字設(shè)備正越來(lái)越多地取代模擬設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程控制和科學(xué)研究等廣泛的領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 數(shù)字音頻有許多優(yōu)點(diǎn)。模擬音頻信號(hào)的振幅具有隨時(shí)間連續(xù)變化的性質(zhì)。 1 第一章 緒論 選題的目的與意義 所謂聲音采集是指把聲音信號(hào)數(shù)字化 ,并在數(shù)字狀態(tài)下進(jìn)行傳送、記錄、重放以及其它加工處理等的一整套技術(shù)。最典型的包絡(luò)譜圖應(yīng)用是檢測(cè)軸承缺陷。盡管有些機(jī)器會(huì)產(chǎn)生沖擊能量 (如往復(fù)設(shè)備 ), 但大多數(shù)機(jī)器不會(huì)。包絡(luò)譜 對(duì)與沖擊力相關(guān)的事件敏感。功率譜是針對(duì)功率有限的信號(hào)的（能量有限信號(hào)可以用能量譜分析），所表現(xiàn)的是單位頻帶內(nèi)信號(hào)功率隨頻率的變換情況。在操作時(shí)，應(yīng)該先將輸出的波形信號(hào)進(jìn)行數(shù)組索引，提取其中的 Y 成分，在將其輸入到 X 端。 在完成聲音采集之后，分析信號(hào)時(shí)引入了白噪聲。其次，對(duì)采集到的聲音信號(hào)進(jìn)行分析。那么先從程序的總體結(jié)構(gòu)入手。對(duì)聲卡的參數(shù)的選擇對(duì)于聲音信號(hào)保留的影響作分析。 在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)聲音進(jìn)行了一定的了解，表示方法有分貝、聲壓、聲強(qiáng)， ：基于虛擬儀器的聲音采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) VI 測(cè)量的有聲級(jí)計(jì)及其原理。在學(xué)習(xí) labview 的過(guò)程中，主要使用的是labview 中的幫助信息及實(shí)例。在這里，我有利用 labview 的平臺(tái)來(lái)搭建一個(gè)聲音采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音信號(hào)的采集，回放，以及分析。與傳統(tǒng)儀器相比，它的成本更低，功能更強(qiáng)大，精度可靠，維護(hù)更方便。計(jì)算機(jī)的聲卡具有采集信號(hào)的能力并實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)儀器的各種功能，還解決了傳統(tǒng)儀器存在的各種弊端。它利用計(jì)算機(jī)的顯示器的顯示功能模擬傳統(tǒng)器的控制面板。傳統(tǒng)的聲音測(cè)試技術(shù)由于硬件昂貴（一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡可達(dá)數(shù)千元），并且不同的測(cè)試對(duì)象所需要的傳感器也不一樣，導(dǎo)致現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)一直不能很好的發(fā)展，這無(wú)疑在很大程度上限制了音頻處理技術(shù)的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及數(shù)字設(shè)備正越來(lái)越多地取代模擬設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程控制和科學(xué)研究等廣泛的領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 數(shù)字音頻有許多優(yōu)點(diǎn)。模擬音頻信號(hào)的振幅具有隨時(shí)間連 續(xù)變化的性質(zhì)。s requirements. This paper briefly introduces a kind of analysis system based on labview virtual sound signal acquisition. It well solves the disadvantages existing in the traditional instruments, not only low cost of development, construct a high accuracy, function is also very flexible, can also customize according to the needs of users, provides a new way to realize the voice signal acquisition and analysis. In the design of the whole system, bined with the design method of voice signal analysis of functional requirements and labview, from two aspects of hardware and software design of the whole system. The most important is the choice of sensor, under the precondition of ensuring the reliability and feasibility, with a total count machine es with its own sound card to replace the traditional data acquisition card for sound signal acquisition, can achieve kHz sampling frequency, and 16 of the sample quantile, and can choose the single channel and dual channel. And then plete the signal analysis software in labview platform, to achieve the sound capture and playback, and Analysis of sound analysis, including the extraction of the transient characteristics of the sound signal, filtering, spectrum analysis, power analysis, harmonic distortion analysis. System after the test, to meet the demand for voice signal analysis, low price, flexible, easy to upgrade, good versatility. Can applied to vibration sound, speech signals, signal detection and analysis, application in the scientific research work of the voice signal, and virtual instrument teaching, we can say that it is very broad application prospects. KEY WORDS: sound signal, virtual instrument, labview, sound card collection 2020 屆機(jī)械電子工程專業(yè)（論文） III 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................................II 前 言 ...............................................................................................................................