【正文】 頻率而發(fā)生變化的現(xiàn)象。本系統(tǒng)所用計算機主板集成聲卡是 Reaktek 的 ALC880 Codec，根據(jù)其性能指標，設置采樣率為 ，采樣位數(shù)為雙通道，采樣比特數(shù)為16 位，以保證采樣時的干擾較小 、波形穩(wěn)定。 窗函數(shù)原理 為了減少頻譜能量泄漏，可采用不同的截取函數(shù)對信號進行截斷，截斷函數(shù)稱為窗函數(shù)，簡稱為窗。又從 采樣定理 可知，無論 采樣頻率 多高，只要信號一經(jīng)截斷，就不可避免地引起混疊，因此信號截斷必然導致一些 誤差 。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，且有較強的干擾噪聲，則應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 。它對傅氏變換的理論并沒有新的 發(fā)現(xiàn)，但是對于在計算機系統(tǒng)或者說 數(shù)字系統(tǒng) 中應用離散 傅立葉變換 ，可以說是 進了一大步。 濾波器原理 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，相當于頻率 “ 篩子 ” 。因此，我們希望可以根據(jù)給定的函數(shù)表做一個既能反映函數(shù) f(x)的特性，又便于計算的簡單函數(shù) P(x)。通常選一類簡單的函數(shù)作為 P(x)，并使 P(xi)=f(xi)對 i=1,2,?? ,n成立。 線性插值是數(shù)學、 計算機圖形學等領(lǐng)域廣泛使用的一種簡單插值方法 。 圖 4 根據(jù)圖中所示，我們得到 （ yy0） (x1x0)=(y1y0)(xx0)，假設方程兩邊的值為 α，那么這個值就是插值系數(shù) — 從 x0 到 x 的距離與從 x0 到 x1 距離的比值。實際上，即使 x 不在 x0 到 x1 之間并且 α也不是介于0 到 1 之間，這個公式也是成立的。已知 y 求 x 的過程與以上過程相同，只是 x 與 y 要進行交換。這是考查一個信號的兩個不同方面的問題。 熱噪聲 和散粒噪聲是 高斯 白噪聲。參 數(shù)包括了頻率、幅度等信息，能夠進行輸入改變信號的特性。同時還有一個聲音的格式來規(guī)定輸入出的信號的格式。波形特性為正弦。濾波器類型選擇由枚舉類型和 Butterworth 實現(xiàn) 8 圖 6 文本數(shù)據(jù)讀取子程序和數(shù)據(jù)存儲程序的設計 文本數(shù)據(jù)讀取子程序設計 1）前面板設計： 通過調(diào) 用已有的子 vi 讀取已經(jīng)存在的一個文本數(shù)據(jù)文件，再調(diào)用另外一個子 vi（ 線性插值子程序 ）對讀取的文本文件數(shù)據(jù)信號進行頻率的整合，使之符合聲卡的規(guī)定頻率。 2）文本數(shù)據(jù)讀取子 VI 框圖程序說明： 打開文件對話框來選擇文件閱讀，讀取文件并顯示字符串的指標。 將帶時間戳的字符串數(shù)組的數(shù)據(jù)加載到列表框。使用列表框來選擇指數(shù)放入數(shù)據(jù)圖中。 清除前面控件的當前數(shù)據(jù)。 1）前面板設計：運行程序，結(jié)果如下，采集了 10 個數(shù)據(jù) 1） 框圖程序設計： 10 模擬數(shù)據(jù)采集子程序 1） 前面板設計、框圖程序設計：利用 for 循環(huán)采集隨機數(shù)，采集到的數(shù)據(jù)和采集時間在前面板顯示。 11 2）框圖程序設計：被插值的一系列數(shù)據(jù)處理由 case 循環(huán)， while 循環(huán)及數(shù)組函數(shù)實現(xiàn)，插值函數(shù)為 interpolate， case 循環(huán)和插值開關(guān)選擇是否插值。信號類型有正弦、平方、三角形、矩形信號類型。由波形圖實現(xiàn)信號讀取。 12 圖 11 2）信號發(fā)生器框圖程序設計： Case 循環(huán)的兩個分支為 True 和 False，循環(huán)外部：聲音格式按名稱解綁后再連接到循環(huán)結(jié)構(gòu)中，分支選擇端子為信號來源的枚舉類型。 True 分支信號從通道中得到，由“通道選擇”個數(shù)，由模擬通道發(fā)生子 VI 實現(xiàn)信號發(fā)生，最后由波形圖顯示。 圖 16 2）信號加低通濾波的框圖程序：使用 Case 結(jié)構(gòu)，兩個分支為加低通濾波設置和不加低通濾波設置，結(jié)果由波形圖描述。 1）前面板設計 圖 18 15 2）框圖程序的設計 圖 19 頻譜（功率、幅度、相位）分析的設計 1）前面板設計： 頻域分析是通過傅里葉變換將時域信號變換到頻域， 其主要是了解信號的頻譜成分以及各種成分的強度 。其中，對信號加窗時，使用矩形窗將信號突然截斷，在頻域上造成很寬的、原信號中不存在的附加頻率成分，即有限化帶來的泄露問題。虛擬分析儀的界面如圖所示，該圖顯示為實際采集音頻信號的 FFT 變換頻譜。 16 圖 22 信號的幅值和電平測量、信號的統(tǒng)計分析、失真分析設計 由失真測量函數(shù)實現(xiàn)對信號諧波失真、信納比、指定諧波等參數(shù)的測量，并通過前面板數(shù)值顯示控件顯示；由幅值和測量函數(shù)實現(xiàn)對信號的正峰、反峰、均值、均方根、平均周期等參數(shù)的測量，并通過前 面板數(shù)值顯示控件顯示；有統(tǒng)計分析函數(shù)實現(xiàn)對信號的時域波形統(tǒng)計特性參數(shù)中值、總采樣數(shù)、算數(shù)平均、偏斜度、峰度、時間步長、初值、終值的測量，并通過前面板顯示控件顯示。選擇模擬通道，程序運行后，可以聽到較為清晰的鳴聲，通過 Volume 可調(diào)節(jié)音量，若疊加 了高斯白噪聲，聽到茲茲的噪音。 Case 結(jié)構(gòu)中嵌套 while 循環(huán)實現(xiàn)對聲音的輸出，有錯誤發(fā)生或人為停止則程序終止。程序運行后還可以聽到聲音，聲音的音量大小由 Volume 調(diào)節(jié) 。 有錯誤發(fā)生或用戶按停止按鈕則程序停止運行。 為音量輸出裝置設置特殊值。其有效的利用了計算機資源，節(jié)約了數(shù)據(jù)采集成本，易于構(gòu)建和升級，并且界面友好，操作簡單，成本較低，易于實現(xiàn)，不僅可以應用于科研試驗，而且可以應用于檢測車輛等方面，具有比較廣闊的應用前景。尤其在信號采集進行時頻分析過程中，對于運作的順序不一樣就很有可能導致錯誤，所以在運用 LABVIEW 控件過程中，一定要對每一個控件的功能搞明白，在對錯誤分析時要學會利用調(diào)試等功能，分析產(chǎn)生錯誤的結(jié)果時要注意運行不同的順序可能會出錯，此時要連上 ERRO。感謝老師給我這次課程設