基于labview和聲卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-01-20 21:53本頁面
【正文】 放性、模塊化、可重復(fù)使用及互換性等特點(diǎn)．因此，用戶可根據(jù)自己的需要，選用不同廠家的產(chǎn)品，使儀器系統(tǒng)的開發(fā)更為靈活，效率更高，縮短了系統(tǒng)組建時(shí)間． 虛擬儀器的應(yīng)用 到目前為止，全球 85%的財(cái)富 500強(qiáng)制造型企業(yè)已經(jīng)選擇了虛擬儀器技術(shù)， NI提供的 1000多款軟硬 件產(chǎn)品應(yīng)用遍布電子、機(jī)械、通信、生物醫(yī)藥、科研、教育等各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。 本章敘述不夠清晰，過于簡單？ 聲卡作為語音信號(hào)與計(jì)算機(jī)的通用接口，其主要功能就是將所獲取的模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過 DSP音效芯片的處理，將該數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出。再次，經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)又通過總線以 PCM(脈沖編碼調(diào)制 )方式送到 D/A 轉(zhuǎn)換器，變成模擬的音頻信號(hào)，進(jìn)而通過功率放大器或線路輸出 (Line Out)送到音箱等設(shè)備轉(zhuǎn)換為聲波。 而在使用聲卡前，又必須對(duì)使用的聲卡的參數(shù)進(jìn)行了解。聲道數(shù)為 2，即立體聲雙聲道，可 同時(shí)采集兩路信號(hào)，需要時(shí)還可選用多路輸入的高檔聲卡或配置多塊聲卡；每路輸入信號(hào)的最高頻率可達(dá) KHz，輸出 16 位的數(shù)字音頻信號(hào)，而 16位數(shù)字系統(tǒng)的信噪比可達(dá) 96dB。 、系統(tǒng)設(shè)計(jì)所調(diào)用到的自定義子 VI及功能設(shè)計(jì) VI 圖 1 聲音配置子 VI用戶前面板 使用聲卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，必須對(duì)所要采集的數(shù)據(jù)提前對(duì)聲卡進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。在子該程序的前面板上，我們要從 6 個(gè)方面對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，分別為：設(shè)備 ID（設(shè)備 ID是聲音操作時(shí)使用的輸入或輸出設(shè)備?？蛇x值的范圍為 0到 n– 1，其中 n是計(jì)算機(jī)上輸入或輸出設(shè)備的個(gè)數(shù)。在有限采樣模式下，寫入每通道采樣數(shù)指定的采樣數(shù)之前，只調(diào)用 讀取聲音輸入 。 ）、每通道采樣數(shù)（即指定緩沖區(qū)中每通道的采樣數(shù)量）、采樣率 (S/s)（設(shè)置聲音操作的采樣率。默認(rèn)值為 22050 S/s。該輸入可接受的通道數(shù)與聲卡支持的通道數(shù)一致。）每采樣比特?cái)?shù)（指定每個(gè)采樣的質(zhì)量，以比特為單位。默認(rèn)值為 16。 在圖 2 中我們把前面板中的 6個(gè)需要設(shè)置的參數(shù)和一個(gè)設(shè)置完畢的停止按鍵一起放在了一個(gè) While循環(huán)當(dāng)中。所有采集到的 6個(gè)參數(shù)將會(huì)通過綁定簇變成一個(gè)參數(shù) 。 圖 3 聲音配置子 VI的圖標(biāo) 圖標(biāo)是 LabVIEW 特有的傳遞信息的標(biāo)志。類似于 C語言中的函數(shù)定義或是庫函數(shù)，可以在不同的場合靈活的對(duì)其進(jìn)行調(diào)用。數(shù)據(jù)采集的開端就在這里。最后還有一個(gè)波形圖，它是用來顯示輸入的波形的，可以讓操作者更加直觀的觀察到采集來的信號(hào)。幸好，強(qiáng)大的 LabVIEW軟件平臺(tái)為我們實(shí)現(xiàn)內(nèi)置好了豐富的內(nèi)置函數(shù)，方便我們的調(diào)用和使用。 雖然使用到了大量的調(diào)用函數(shù)， 但這些都是 LabVIEW 自帶的內(nèi)置函數(shù)。圖 讓我們可以很清晰看出數(shù)據(jù)采集的所有的工作流程。同時(shí)，利用文件對(duì)話框 VI、寫入并打開聲音文件 VI、關(guān)閉聲音文件 VI和寫入聲音文件 VI 對(duì)采集到的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行保存處理。 圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)子 VI 圖形代碼框圖 2 數(shù)據(jù)采集所需要的的數(shù)據(jù)并不是無限。 Case 結(jié)構(gòu)很好的解決了這個(gè)問題。 圖 6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)子 VI 圖標(biāo) 信號(hào)分析系統(tǒng)子 VI 前面的所有子程序都是為數(shù)據(jù)的分析提供有用的材料的。通過它，操作人員可以輕松地分析由聲卡所采集來的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析和處理。 圖 信號(hào)分析系統(tǒng)子 VI 用戶界面 1 在圖 ，我們?cè)O(shè)置了一個(gè)聲波的回放系統(tǒng)。同時(shí)，在重新回放采集到的數(shù)據(jù)的時(shí)候，系統(tǒng)同樣會(huì)把當(dāng)時(shí)采集信號(hào)是使用到的一些聲卡參數(shù)顯示出來，以便 操作人員更好的解讀波形。由于信號(hào)是在不斷的變化的，為了更好的掌握信號(hào)波形的基本信息，點(diǎn)擊信號(hào)參數(shù)測量按鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行一些列的測量。 圖 信號(hào)分析系統(tǒng)子 VI 用戶界面 3 信號(hào)時(shí)不規(guī)則變化的對(duì)信號(hào)的處理，在時(shí)域上的進(jìn)行簡單分析并不能得到什么有規(guī)律或是有價(jià)值的信息，更不利于對(duì)信號(hào)的深層次分析。因此，更重要的是要對(duì)信號(hào)波形進(jìn)行頻域上的有效分析。通過有效的加窗，技術(shù)人員可以從幅頻圖 和相頻圖中找到自己需要的有關(guān)信號(hào)波形的相關(guān)信息。 圖 信號(hào)分析系統(tǒng)子 VI圖形代碼框圖 1 與數(shù)據(jù)采集子 VI和聲卡配置子 VI相同，信號(hào)分析系統(tǒng)子 VI，除了用戶所能使用的用戶界面以外，在其內(nèi)部也有一套自己的圖形代碼，又來連接各種參數(shù)，控制數(shù)據(jù)的相關(guān)流向，從而真正實(shí)現(xiàn)程序的運(yùn)行。程序當(dāng)中，具有雙重功能的寫入并打開聲音文件 VI，利用 文件對(duì)話框 VI 并從保 存的數(shù)據(jù)信息當(dāng)中找到自己想要進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)。隨后這些信息又作為了讀取聲音文件 VI 的參數(shù)，進(jìn)過讀取聲音文件 VI的最終整合，并通過顯示器，把波形和相應(yīng)的參數(shù)展示在了操作人員的面前。 圖 信號(hào)分析系統(tǒng)子 VI圖形代碼框圖 2 圖 展示了系統(tǒng)是如何幫助我們對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域分析的。特別是如果我們想使用其他的編程語言，想要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行頻域分析的程序，更是一件不容易的事，為了完成這個(gè)程序，編程人員甚至需要用大量的代碼和復(fù)雜的算法來實(shí)現(xiàn)。這正是 LabVIEW
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