虚拟仪器大作业基于声卡的数据采集.docx

文档介绍：虚拟仪器大作业
——基于声卡的声音信号采集分析与处理系统
目录
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程序原理············································8
操作界面············································8
总程序·············································10
结果分析
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频谱测量配置···································11
滤波器配置·····································11
信号采集与滤波·································12
声音信号频谱分析·······························13
指定路径内创立音频文件·························13
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1、前言
虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。在虚拟仪器系统中，硬件解决信号的输入和输出，软件可以方便地修改仪器系统的功能，以适应不同使用者的需要。其中硬件的核心是数据采集卡。目前市售的数据采集卡价格与性能根本成正比，一般比拟昂贵。
随着DSP(数字信号处理)技术走向成熟，计算机声卡可以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，驱动程序升级方便，在实验室中，如果测量对象的频率在音频范围，而且对指标没有太高的要求，就可以考虑使用声卡取代常规的DAQ设备。而且LABVIEW中提供了专门用于声卡操作的函数节点，所以用声卡搭建数据采集系统是非常方便的。
2、声卡的硬件结构和特性
声卡的主要功能就是经过DSP〔数字信号处理〕音效芯片的处理，进行模拟音频信号的与数字信号的转换，在实际中，除了音频信号以外，很多信号都在音频范围内，比方机械量信号，某些载波信号等，当我们对这些信号进行采集时，使用声卡作为采集卡是一种很好的解决方案。声卡的功能主要是录制与播放，编辑与合成处理，MIDI接口三个局部。
〔1〕录制与播放
通过声卡，人们可以将来自话筒等外部音源的声音录入计算机，并转换成数字文件存储到计算机中进行编辑等操作，人们也可以将这些数字文件转换成声音信号，通过计算机扬声器播放。
〔2〕编辑与合成处理
通过对声音文件的多种特技效果的处理，包括参加回声、倒放、淡入淡出、往返放音以及左右两个声道交叉放音等，可以实现对各种声源音量的控制与混合。
〔3〕MIDI接口
通过MIDI接口和波表合成，可以记录和回放各种接近真实乐器原声的音乐。基于声卡的数据采集系统框图如
下列图可示。
声卡数据采集系统框图
使用声卡作为数据采集卡具有以下优点
〔1〕 价格廉价。
一般情况下，声卡的价格一般在一百多元甚至几十元都 可以买得到，比起数据采集卡廉价很多，而且绝大多数计算机都会配置相应的声卡，这更加节约了本钱，开发周期短，节省了数据采集卡的开发时间或购置时期
〔2〕与PC整合完美。
使用声卡进行数据采集，不必担忧像使用数据采集 卡一样担忧采集卡与系统的冲突，声卡与计算机紧密结合为一体，这正是虚拟仪器的实质。
当然使用声卡也具有局限性，那就是声卡针对音频信号〔20-20000〕Hz设计的，因此它既不能采集高频信号，也不能采集低频信号。
3、LABVIEW中与声卡相关的函数节点
在LABVIEW中函数〔Functions〕→