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)-在線瀏覽
2025-08-07 13:42本頁面
【正文】 2 摘要 要在 LABVIEW 環(huán)境中進(jìn)行對(duì)聲卡采集編程，就是運(yùn)用常用周期信號(hào)及測(cè)試領(lǐng)域特殊信號(hào)的雙通道模擬輸出。該系統(tǒng)具有雙通道、高保真、 22K 甚至 44KHz 的采樣率，實(shí)現(xiàn)了音頻信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、回放、信號(hào)分析（時(shí)域分析和頻域分析）等多種功能。 關(guān)鍵詞： 聲卡；數(shù)據(jù)采集；虛擬儀器； LabVIEW Abstract: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 the dual channel analog output which is using the monly used periodic signal and the special signal of test field. As special acquisition card has many disadvantages, such as the cost of it is expensive and the patibility with puter is bad, and so on. This article is using the puter sound card， which has good performance and is cheap to design a signal collection and analysis system which is based on LABVIEW. The system has a sampling rate which is equipped with dual channel, high fidelity, 22HZ and even 44KHZ, and it realizes the realtime collection of audio signal collection, storage realtime playback, signal analysis and other functions. The experimental results show that the design scheme has many advantages such as simple, low cost, high versatility, good extensibility and generous concise interface, and it can be widely used in engineering survey and science laboratory environment. Keyword: sound card, data collection， virtual instrument , LABVIEW. 第一章 設(shè)計(jì)選題概述 虛擬儀器是基于計(jì)算機(jī)的軟硬件測(cè)試平臺(tái)。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(guó)國(guó)家儀器公司的創(chuàng)新軟件產(chǎn)品。 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(tái)。 數(shù)據(jù)采集是信號(hào)分析與處理的一個(gè)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(duì)各種物理量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析。實(shí)際測(cè)量中，在滿足測(cè)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。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(gè)論文就是應(yīng)用性能良好、價(jià)格低廉的計(jì)算機(jī)聲卡設(shè)計(jì)一套基于 LabVIEW 的信號(hào)采集分析系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該設(shè)計(jì)方案具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、成本低、通用性高、擴(kuò)展性好、界面大方簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于 工程測(cè)量和科學(xué)實(shí)驗(yàn)室等環(huán)境。 時(shí)頻分析儀應(yīng)該能夠完成大部分時(shí)域和頻域分析，可實(shí)現(xiàn)對(duì)原始信號(hào)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(gè)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。 濾波器截止頻率值要求用實(shí)際頻率作為輸入。 第三章 設(shè)計(jì)思想及原理 利用噪聲信號(hào)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(chǔ)示波器通過信號(hào)分析子 VI 動(dòng)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(duì)信號(hào)進(jìn)行分析并在前面板上顯示分析結(jié)果。它主要由聲源、信號(hào)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。 信號(hào)調(diào)理電路：在信號(hào)進(jìn)入聲卡之前必須經(jīng)過信號(hào)調(diào)理，主要包括信號(hào)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(shí)別。 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(hào)的采集功能，具有價(jià)格低廉、采樣精度高，與 LabView 結(jié)合編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因此，利用聲卡可以構(gòu)成一個(gè)較高采樣精度、中等采樣頻率、靈活性好的信號(hào)采集系統(tǒng)。 （ 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。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。在當(dāng)今的主流民用聲卡上，采樣頻率一般共分為 8 KHz、 、 和 四個(gè)等級(jí)，少數(shù)可以達(dá)到 48 KHz 。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。 （ 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(gè)以恒電壓輸出的音頻信號(hào)與系統(tǒng)相連接時(shí)，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
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