文档介绍：中国石油大学(北京)
实
验
报
告
实验名称: 基于声卡的数据采集
班级:过程10-4班学号:2010032221 姓名: 夏亚康
成绩:
实验日期: 2013 年 1 月 4 日
一、实验目的
1、掌握Labview软件的基本使用方法;
2、掌握利用Labview功能模板进行虚拟仪器设计;
3、了解声卡的工作原理
4、学****用Labview进行数据采集的基本过程。
5、,完成音频数据采集、显示、保存、处理、回放的功能。通过练****使用Labview设计数字录音机。
二、实验仪器和设备
1. 计算机 1台、MIC 1只、耳机1只
WindowsXP操作系统
3. Labview实验软件 1套
二、实验说明:
1、声卡的工作特点
本设计采取的方法是在LabVIEW虚拟仪器环境中利用Windows自带声卡采集语音信号。从数据采集的角度来看,PC声卡本身就成为一个优秀的数据采集系统,它同时具有A/D和D/A转换功能,不仅价格低廉,而且兼容性好、性能稳定、灵活通用,软件特别是驱动程序升级方便。如果测量对象的频率在音频范围(20 Hz-20 kHz)内,而且对采样频率等指标又没有太高要求,就可以考虑使用声卡。而语音音频范围一般在5kHz以内,满足声卡采集的要求。在采集语音信号前,要检查声卡的设置,保证已配置的输入功能(录音功能)不处于静音状态。主机通过总线将数字化的声音信号送到数模转换器(D / A),将数字信号变成模拟的音频信号同时,又可以通过模数转换器(A/D)将麦克风或CD的输入信号转换成数字信号,送到计算机进行各种处理。衡量声卡的技术指标包括复音数量、采样频率、采样位数(即量化精度)、声道数、信噪比(SNR)和总谐波失真(THD)等。复音数量代表声卡能够同时发出多少种声音,复音数越大,音色就越好,播放声音时可以听到的声部越多、越细腻;采样频率是每秒采集声音样本的数量,采样频率越高,记录的声音波形越准确,保真度就越高,但采样数据量相应变大,要求的存储空间也越多。采样位数是指将声音从模拟信号转化为数字信号的二进制位数(bit) ,位数越高,在定域内能表示的声波振幅的数目越多,记录的音质也就越高,例如16位声卡把音频信写的大小分为216 =65536个量化等级来实施上述转换。常用声卡可对音频信号实现双声道16位、高保真的数据采集, H z,具有较高的采样频率与精度。对于许多科学实验和工程测量
:来说,声卡对信号的量化精度和采样率都是足够高的,甚至优于一些低档的数据采集卡性能。
2、 LabVIEW采集语音信号
,因而封装层次低,速度快,而且可以访问、采集缓冲区中任意位置的数抓,具有很大的灵活性,能够满足实时不间断采集的需要。在LabVIEW中,利用Windows声卡对语音信写进行采样,SI Config 设置声卡中与数据采集相关的硬件参数,将device设置为0,采样位数为单声道16位,采样频率11025Hz,缓冲区长度为默认值8192字节;SI Start通知声卡开始采集外部数据;SI Read将数据缓冲区中的内容读取到用户程序的数组中,一次可读取缓冲区长度的一半((4096字节);SI Stop通知声卡停止采集外部数据;SI Clear完成最终的清理工作,释放请求的一系列系统资源,Sound wave显示语音波形、While Loop有两个语句,第一个语句“Wait for Record Button”是在程序运行后通知开始录入语音数据,第二个语句主要是为了能够连续的读入语音数据,在此语句中,“Case structure”在True情况下执行停止录音( False为默认值),移位寄存器是为了读出数据的连续性,循环利用120ms延时以降低循环的频度,减少CPU负担。
3、系统结构及程序流程
图 1 系统流程图
四、实验步骤及设计内容
(一)、实现声卡声音信号的采集并保存
利用【声音】函数选板的【输入】和【文件】子选板可以编程实现对声音信号的采集并保存。
操作步骤:
进入LabVIEW ,执行【文件】/【新建VI】菜单命令,创建一个新的VI。
切换到前面板设计窗口下,放置一个“波形图”控件,用于显示采集到的声音,并设置波形图控件的标签为“声音信号波形”,再放置一个“确定按钮”和一个“停止按钮”,并分别更名为“声音采集”和“停止采集”,用于启动和停止声音采集。
切换到程序框图设计窗口下,在设计区放置一个“打开声音文件”函数节点