【正文】 需要注意的是對聲音傳感器的選擇,應(yīng)選擇音頻專用電纜或屏蔽電纜以減小噪聲信號的引入,最好能選擇單向性聲音傳感器。而信號分析功能是將采集得到的數(shù)據(jù)進行時、頻域分析和各項數(shù)值分析等。根據(jù)不同的需要,還可以進行修改,以選擇合適的實驗方案。(4)顯示聲音信號數(shù)據(jù)的時域圖和頻譜圖。(2)實現(xiàn)將采集到的聲音信號數(shù)據(jù)進行頻譜分析,畫出頻譜圖以圖形方式很直觀地反映出信號特征。數(shù)據(jù)分析部分主要實現(xiàn)以下功能。因此,在MATLAB中可以很容易地實現(xiàn)信號采集與分析處理工作，如圖7所示。MATLAB提供了一個數(shù)據(jù)采集工具箱(Data Acquisition Toolbox),在該數(shù)據(jù)采集工具箱中,有一整套的命令和函數(shù),可用來直接控制與PC機兼容的數(shù)據(jù)采集設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集,因此,利用MATLAB的這一工具箱便可進行聲音信號的采集。由于受聲卡的硬件限制，要得到較好的波形，輸入信號的頻率最好在100Hz～15kHz范圍內(nèi)。另外在一臺計算機上，可以插若干塊聲卡，組成多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。用戶不僅可以進行實時監(jiān)視和控制操作，還可以把數(shù)據(jù)保存到硬盤，供以后分析使用。在數(shù)據(jù)采集時，所要采用的是模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，對于某些應(yīng)用場合，可以利用計算機上所附帶的聲卡實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集任務(wù)?；谟嬎銠C聲卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有以下特點。MATLAB則是一種功能強大、計算效率高、交互性好的數(shù)學計算和可視化計算機高級語言,它將數(shù)值分析、信號采集與處理和圖形顯示有機地融為一體,形成了一個極其方便、用戶界面友好的操作環(huán)境。例如，在硬件設(shè)備運行時，可以獲取事件信息，評估采集狀態(tài)，定義觸發(fā)器和回訪狀態(tài)，預(yù)覽數(shù)據(jù)以及進行實時分析，可以設(shè)置和顯示所有的硬件特性以滿足用戶的技術(shù)指標。 MATLAB在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用數(shù)據(jù)采集工具箱集成于MATLAB中，所以在進行數(shù)據(jù)采集的同時，可以對采集的數(shù)據(jù)進行實時分析，或者存儲后再進行處理，或者針對數(shù)據(jù)分析的需要對測試條件的設(shè)立進行不斷的更新。聲卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設(shè)備，其數(shù)字信號處理器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) ,ADC 用于采集音頻信號,DAC用于重現(xiàn)這些數(shù)字聲音,。它具有如下特點：是一種通過使用與PC機兼容的、即插即用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備在MATLAB環(huán)境中的架構(gòu)；支持模擬信號的輸入輸出以及數(shù)字信號的輸入、輸出，子系統(tǒng)還包括同步模擬輸入輸出的轉(zhuǎn)換；支持聲卡；事件驅(qū)動采集?？梢灶A(yù)見不久的將來，在國內(nèi)工程界MATLAB一定會盛行起來。在國外，MATLAB已經(jīng)經(jīng)受了多年考驗，在歐美高校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)，自動控制理論，數(shù)據(jù)統(tǒng)計，數(shù)字信號處理等高級課程的基本教學工具；成為大學生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。如果配上數(shù)據(jù)采集線路，該系統(tǒng)就可以作為一個虛擬儀器來使用。幸運的是，開發(fā)MATLAB的MathWorks公司為廣大的應(yīng)用者提供了應(yīng)用程序接口(API，Application Program Interface)和編譯器(Compiler)。MATLAB強大的計算功能只能在其平臺上才能使用，也就是說，必需在安裝了其解釋器的機器上才能使用MATLAB的M文件，這樣就給工程應(yīng)用帶來了很大不便。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設(shè)計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。相對于前兩種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這種結(jié)構(gòu)形式的數(shù)據(jù)采集速度最快，但所用的硬件電路復(fù)雜，成本較高。多通道并行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖如圖5所示。模擬開關(guān)分時將各路采樣/保持器切換到 A/D 轉(zhuǎn)換器上，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。多通道同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)如圖4所示，也屬于分時轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。如果被測信號變化速率較慢，可以不用采樣保持器，直接進行 A/D 轉(zhuǎn)換。采樣方式可以按順序或隨機進行。當采樣保持器的輸出已充分逼近輸入信號（按給定精度）時，在控制命令的作用下，采樣保持器由采樣狀態(tài)進入保持狀態(tài)，A/D 轉(zhuǎn)換器開始進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完畢后輸出數(shù)字信號。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，用途和功能也各不相同，常見的分類方法有以下幾種。而在實際用途中，多用對數(shù)和比值來表示一個信號系統(tǒng)的動態(tài)范圍，指某個確定的物理量的變化范圍。這里說的“采集”包括對被測物理量進行采樣、量化、編碼、傳輸和存儲的全部過程。系統(tǒng)精度是系統(tǒng)的實際輸出值與理論輸出值之差，它是系統(tǒng)各種誤差的總和，通常表示為滿度值的百分數(shù)。因為系統(tǒng)精度取決于系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)（子系統(tǒng)）的精度，如前置放大器、濾波器、模擬多路開關(guān)等。A/D轉(zhuǎn)換器的精度是系統(tǒng)精度的極限值。使用系統(tǒng)所采用的 A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)表示系統(tǒng)分辨率；使用最低有效位值（LSB）占系統(tǒng)滿度值的百分比表示系統(tǒng)分辨率；使用系統(tǒng)可分辨的實際電壓數(shù)值表示系統(tǒng)分辨率；使用滿度值可以分的級數(shù)表示系統(tǒng)分辨率。系統(tǒng)分辨率是指數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以分辨的輸入信號的最小變化量。（6）總線在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，總線技術(shù)它對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展起著重要作用。（4）數(shù)據(jù)采集過程一般都具有“實時”特性，實時的標準是能滿足實際需要；對于通用采集系統(tǒng)一般希望有盡可能高的速度，以滿足更多的應(yīng)用環(huán)境。（2）軟件在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的作用越來越大，增加了系統(tǒng)設(shè)計的靈活性。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般具有以下幾個特點。 圖2給出了基于MATLAB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡圖，主要部件數(shù)據(jù)采集工具箱提供了硬件驅(qū)動程序和MATLAB環(huán)境之間“對話”所需的硬件驅(qū)動程序適配器、數(shù)據(jù)采集引擎和M文件函數(shù)。全部數(shù)據(jù)的時域和頻域波形以圖形方式直觀地呈現(xiàn)于用戶面前。信號源傳感器信號處理數(shù)據(jù)采集設(shè)備PCMATLAB軟件環(huán)境信號處理分析圖1一般的外置式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整個系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析兩大部分，以友好的圖形界面與用戶進行交互溝通。根據(jù)不同的要求，在PC機上利用MATLAB以及二次編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時分析與處理。模擬信號由傳感器采得經(jīng)過信號調(diào)理模塊送入數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)備。采集子系統(tǒng)實現(xiàn)將客觀世界被測對象信號采集和轉(zhuǎn)換為能被計算機處理的數(shù)字信號的功能等；計算機子系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的控制、存儲和處理等功能，計算機起著對采集數(shù)據(jù)的存儲和處理、統(tǒng)計分析、提供人機接口與其他計算機的數(shù)據(jù)通信和交換的功能。 （3）交替采集（Internative Acquisition）：一個通道由多個A/D轉(zhuǎn)換器交替采集，使每個通道采樣速率等于多個A/D的轉(zhuǎn)換速率之和，可以高于單個A/D的轉(zhuǎn)換速率。（1）掃描式采集（Scanning Acquisition）：時分制、多通道巡回采集。（4）變速率變分辨率采樣。（3）等效時間采樣（Equivalent Time Sampling ）。（2）欠采樣（Under Sampling）。（1）過采樣（Over Sampling）。但是,隨著分布式控制在各個領(lǐng)域里越來越普遍地應(yīng)刷,數(shù)據(jù)采集設(shè)備開始同控制設(shè)備相結(jié)合。 數(shù)據(jù)采集與控制 數(shù)據(jù)采集已長時間地被認為與數(shù)據(jù)記錄及其它數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)相等同。其次,總線兼容型數(shù)據(jù)采集插件的數(shù)量正在增大,與個人計算機兼容的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)量也在增加。現(xiàn)