基于LabVIEW聲卡的數(shù)據(jù)采集
- 文件介紹：
- 該文件為 rar 格式（源文件可編輯），下載需要
20 積分
-
- 基于LabVIEW聲卡的數(shù)據(jù)采集.rar
摘 要
當今，科學技術(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。可以推廣到語音識別、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
Today, with the development of science and technology, the requirement measurement technology is getting more and more important. The application electronic measurement technology has extended to more fields than before.the paper design a data acquisition, signal analysis and virtual instrument system based on computer. Introduced the sound card data acquisition system manufacture main point, utilizes the LabVIEW procedure development system, has a Cardin the ordinary equipment on the computer, has realized double channel data acquisition system.
Experiment results prove that the system can acquire signals in the frequency range designed for sound card correctly, and can be applied in the domains of data acquisitions and general analysis. In the range of voice frequency, data saving and overloading is successful in LabVIEW .If more sound cards configured in a PC,it`s feasible to build a muli-channel real-time DAQ system with high SNR.With broad application prospect, this solution can be extended to the field of speech recognition,embient noise monitoring and laboratory measurement etc.
Key words: LabVIEW; Date acquisitions; Sound card; Virtual instrument; Signal analysis
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 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 標準頻率 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FFT 45
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
第一章 緒論
1.1 問題的提出
現(xiàn)代科技發(fā)展日新月異，計算機尤其如此。計算機強大的處理能力，使得它成為一種很好的工具，其應(yīng)用范圍也越來越廣泛。雖然傳統(tǒng)儀器已經(jīng)得到迅猛的發(fā)展，儀器精度越來越高，功能越來越強，性能越來越好，但傳統(tǒng)儀器基本上沒有擺脫單獨使用、手動操作的模式。在工業(yè)自動化測試及測量領(lǐng)域，傳統(tǒng)的方法有許多重復(fù)建設(shè)，使用起來很不方便，其局限性非常明顯，顯然己經(jīng)不能適應(yīng)時代發(fā)展的需要了。傳統(tǒng)臺式儀器是由廠家設(shè)計并定義好功能的一個封閉結(jié)構(gòu)，它有固定的輸人/輸出接口和儀器操作面板。每種儀器只能實現(xiàn)一類特定的測量功能，并以確定的方式提供給用戶。常用的數(shù)字示波器、數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器、數(shù)據(jù)記錄儀及溫度和壓力監(jiān)控器就是傳統(tǒng)儀器的代表。
一方面，目前我國高檔臺式儀器如數(shù)字示波器、頻譜分析儀、邏輯分析儀等還主要依賴進口，這些儀器加工工藝復(fù)雜、對制造水平要求高，生產(chǎn)突破有困難。另一方面，用戶可以將一些先進的數(shù)字信號處理算法應(yīng)用于虛擬儀器的設(shè)計，提供傳統(tǒng)臺式儀器所不具備的功能，而且完全可以通過軟件配置實現(xiàn)多功能集成的儀器設(shè)計。因此，目前研制一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、生產(chǎn)技術(shù)要求不高、費用低的數(shù)字示波器是非常必要的。如何利用先進的計算機技術(shù)提高效率則成為測量領(lǐng)域迫切需要解決的問題。
LabVIEW（laboratory virtual instrument engineering workbench）是美國NI公司具有革命性的圖形化編程語言和虛擬儀器開發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學術(shù)界和研究試驗室所接受，被公認為是標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW不僅提供了與遵從GPIB，VXI，RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通行的全部功能，還內(nèi)置了支持TCP/IP，ActiveX等軟件標準的庫函數(shù)，而且其圖形化的編程界面使編程過程變的有趣生動。LabVIEW是一個功能強大且靈活的軟件，利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器。以LabVIEW為代表的圖形化程序語言，又稱為“G”語言。使用這種語言編程語言時，基本上不需要編寫程序代碼，而是“繪制”程序流程圖。LabVIEW盡可能利用工程技術(shù)人員構(gòu)建自己的科學和工程系統(tǒng)能力，可為實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供便捷途徑。
1.2 虛擬儀器LabVIEW的概述
LabVIEW7.1版本增加的Express技術(shù)，簡化了測試測量應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)進程，其靈活性的交互式VI易與各種范圍的I/O信號連接，用戶甚至只需要點擊鼠標配置應(yīng)用系統(tǒng)，即可完成搭建工作并開始運行。通過簡單地修改Express VI的配置，可以快速的反復(fù)修改應(yīng)用程序以適應(yīng)新的測試測量需求。
虛擬儀器（virtual instrument）是基于計算機的儀器計算機和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向。簡單的說，這種結(jié)合有兩種方式。一種方式是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計算機功能的日益強大以及其體積的日趨縮小，這類儀器的功能也越來越強大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含有嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將儀器裝入計算機，以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。如圖1-1反映了常見的虛擬儀器組建方案。
...
熱門關(guān)鍵詞：
豫公網(wǎng)安備 41072402000322號
