基于聲卡的數(shù)據(jù)采集

摘 要

當(dāng)今，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，對測量技術(shù)的要求越來越高,并且測量技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文采用虛擬儀器的思想，結(jié)合計算機的結(jié)構(gòu)特點，提出了一種以計算機為平臺，基于聲卡數(shù)據(jù)采集、顯示與分析的虛擬儀器系統(tǒng)。介紹了聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作要點，運用LabVIEW程序開發(fā)系統(tǒng)，在普通配備有聲卡的計算機上，實現(xiàn)了雙通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

實驗結(jié)果表明：系統(tǒng)能夠正確采集聲卡設(shè)計頻率內(nèi)的信號，可用于該范圍內(nèi)的一般數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用。此方法生成的采集軟件交互性好，性價比高，且實現(xiàn)簡單，還可以根據(jù)用戶的需求進行功能擴充，為低成本構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了一種思路。在LabVIEW環(huán)境中簡單、界面友好、實現(xiàn)了音頻信號的采集分析及數(shù)據(jù)存盤重載�？梢酝茝V到語音識別、環(huán)境噪聲監(jiān)測和實驗室測量等多種領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。

關(guān)鍵詞：LabVIEW；聲卡；數(shù)據(jù)采集；虛擬儀器；信號分析

Abstract

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目 錄

中 文 摘 要Ⅰ

英 文 摘 要Ⅱ

第一章  緒論1

1.1 問題的提出1

1.2 虛擬儀器LabVIEW的概述1

1.2.1虛擬儀器的產(chǎn)生3

1.2.2 虛擬儀器概念3

1.2.3虛擬儀器的構(gòu)成4

1.2.4虛擬儀器的優(yōu)點5

1.3 基于LabVIEW和聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展動態(tài)5

1.3.1 LabVIEW前景展望5

1.3.2 聲卡與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)6

1.3.3 國外虛擬儀器的現(xiàn)狀6

1.3.4 國內(nèi)虛擬儀器的現(xiàn)狀7

1.3.5 虛擬儀器的發(fā)展趨勢8

1.4 本課題研究意義10

1.5 本次設(shè)計的主要內(nèi)容10

第二章 基于聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計方案12

2.1 硬件的選擇12

2.2 軟件的實現(xiàn)12

第三章 LabVIEW編程環(huán)境介紹14

3.1 LabVIEW簡介14

3.2 圖形化的編程環(huán)境14

3.2.1 G語言簡述14

3.2.2 LabVIEW程序組成15

3.2.3 LabVIEW的操作模板16

3.3  聲卡設(shè)置模塊20

3.4 虛擬儀器創(chuàng)建過程21

第四章   聲卡22

4.1 從數(shù)據(jù)采集角度認識聲卡22

4.1.1聲卡工作原理及性能指標(biāo)22

4.1.2聲卡的作用23

4.1.3 聲卡的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計23

4.1.4 聲卡的軟件設(shè)計25

4.2 聲卡的主要技術(shù)參數(shù)26

4.2.1 采樣的位數(shù)26

4.2.2 采樣頻率26

4.2.3 緩沖區(qū)26

4.2.4 沒有基準(zhǔn)電壓27

4.3 聲卡用于數(shù)據(jù)采集時的一些設(shè)置27

第五章 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)采集卡29

5.1  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成29

5.2 數(shù)據(jù)采集卡30

5.2.1 數(shù)據(jù)采集卡的功能簡介30

5.2.2 數(shù)據(jù)采集卡的軟件配置30

5.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的測試與分析32

第六章 波形顯示及其采樣34

6.1 波形輸入設(shè)備34

6.2 輸入緩沖區(qū)的分配和管理34

6.3　波形的顯示35

6.4　數(shù)據(jù)的存儲35

6.5 波形輸入設(shè)備的停止與關(guān)閉37

第七章  信號分析與處理39

7.1  概述39

7.2　信號的產(chǎn)生41

7.3  標(biāo)準(zhǔn)頻率43

7.4　數(shù)字信號處理43

7.4.1　FFT變換43

7.4.2 單邊、雙邊FFT45

7-5  諧波失真與頻譜分析46

7-6  數(shù)字濾波48

7-7 IIR和FIR濾波器50

7.8 信號分析與處理模塊程序51

第八章 結(jié)束語54

參考文獻55

致 謝56

附圖57