基于声卡的数据采集

摘 要

当今，科学技术的不断进步，对测量技术的要求越来越高,并且测量技术在各个领域得到了广泛的应用。本文采用虚拟仪器的思想，结合计算机的结构特点，提出了一种以计算机为平台，基于声卡数据采集、显示与分析的虚拟仪器系统。介绍了声卡数据采集系统的制作要点，运用LabVIEW程序开发系统，在普通配备有声卡的计算机上，实现了双通道数据采集系统。

实验结果表明：系统能够正确采集声卡设计频率内的信号，可用于该范围内的一般数据采集与应用。此方法生成的采集软件交互性好，性价比高，且实现简单，还可以根据用户的需求进行功能扩充，为低成本构建数据采集系统提供了一种思路。在LabVIEW环境中简单、界面友好、实现了音频信号的采集分析及数据存盘重载。可以推广到语音识别、环境噪声监测和实验室测量等多种领域，应用前景广阔。

关键词：LabVIEW；声卡；数据采集；虚拟仪器；信号分析

Abstract

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目 录

中 文 摘 要 Ⅰ

英 文 摘 要 Ⅱ

第一章  绪论 1

1.1 问题的提出 1

1.2 虚拟仪器LabVIEW的概述 1

1.2.1虚拟仪器的产生 3

1.2.2 虚拟仪器概念 3

1.2.3虚拟仪器的构成 4

1.2.4虚拟仪器的优点 5

1.3 基于LabVIEW和声卡数据采集系统在国内外的发展动态 5

1.3.1 LabVIEW前景展望 5

1.3.2 声卡与数据采集系统的发展动态 6

1.3.3 国外虚拟仪器的现状 6

1.3.4 国内虚拟仪器的现状 7

1.3.5 虚拟仪器的发展趋势 8

1.4 本课题研究意义 10

1.5 本次设计的主要内容 10

第二章 基于声卡数据采集系统的总体设计方案 12

2.1 硬件的选择 12

2.2 软件的实现 12

第三章 LabVIEW编程环境介绍 14

3.1 LabVIEW简介 14

3.2 图形化的编程环境 14

3.2.1 G语言简述 14

3.2.2 LabVIEW程序组成 15

3.2.3 LabVIEW的操作模板 16

3.3  声卡设置模块 20

3.4 虚拟仪器创建过程 21

第四章   声卡 22

4.1 从数据采集角度认识声卡 22

4.1.1声卡工作原理及性能指标 22

4.1.2声卡的作用 23

4.1.3 声卡的硬件结构设计 23

4.1.4 声卡的软件设计 25

4.2 声卡的主要技术参数 26

4.2.1 采样的位数 26

4.2.2 采样频率 26

4.2.3 缓冲区 26

4.2.4 没有基准电压 27

4.3 声卡用于数据采集时的一些设置 27

第五章 数据采集和数据采集卡 29

5.1  数据采集系统的构成 29

5.2 数据采集卡 30

5.2.1 数据采集卡的功能简介 30

5.2.2 数据采集卡的软件配置 30

5.3 数据采集系统的测试与分析 32

第六章 波形显示及其采样 34

6.1 波形输入设备 34

6.2 输入缓冲区的分配和管理 34

6.3　波形的显示 35

6.4　数据的存储 35

6.5 波形输入设备的停止与关闭 37

第七章  信号分析与处理 39

7.1  概述 39

7.2　信号的产生 41

7.3  标准频率 43

7.4　数字信号处理 43

7.4.1　FFT变换 43

7.4.2 单边、双边FFT 45

7-5  谐波失真与频谱分析 46

7-6  数字滤波 48

7-7 IIR和FIR滤波器 50

7.8 信号分析与处理模块程序 51

第八章 结束语 54

参考文献 55

致 谢 56

附图 57