基于虚拟仪器技术的音频信号采集与处理new

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1、万方数据2012年笫7期仪表技术与传感器InstrumentTechnique如dsensor2012No．7基于虚拟仪器技术的音频信号采集与处理全晓莉1，周南权2，余丽1(1．重庆理工大学电子信息与自动化学院，重庆柏∞54；2．重庆航天职业技术学院电子工程系，重庆帅呻21)摘要：以蚰VIEw为软件开发平台，使用计算机声卡作为硬件平台，设计开发了一种低成本高性能的音频信号采集分析系统。该系统具有对音频信号的采集、实时动态显示、分析处理、存储和播放等功能。实际应用表明，该系统不仅精度高、稳定、性能可靠、易操作

2、，而且也能够实现声卡设计频率范围内的一般数据采集。基于声卡的，尤其是声卡与虚拟仪器相结合的信号采集技术在工程测试测量以及教学实践领域中具有广闻的应甩前景。关键词：声卡；音频信号；教据采集；虚拟仪器中图分类号：TN911．6文献标识码：A文章编号：1002一184l(2012)07一0032—03AudioS谵nalAcquisitionandAnalysisBasedonVirtualInstrumentQUANxi∞一lil，ZHOUN鲫一qu明2，SHELi‘(1．sch∞IofElectmn‘匹舡ld

3、Automa吐蚰，ChongqingUniVersityofTIechnoIo酊，Chongq血呜4I-响嘲，Cmna；2．Depa咖蛐tofEl∞灯I岫cEngineeril唱，Cho呜qingA盯ospacePOIyt孵hmcC删e薛，Ch伽阴洒g4I肿2l，Chi】衄)A陋吨ct：An8udiosi弘alacqIlisiti伽aIld卸alysissystem诵tlIlow-c∞t肌dhigIIpe如m鲫cew聃deVeloped，takingLab-VIEW8s耋}lesoftwaredevelop

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6、ca一；跏d沁si印al；data乳quisi响n；￥ir￡ualins讯嘲髓tO引言虚拟仪器是利用计算机的硬件资源、标准数字电路、以及计算机软件资源经过由针对新高端开发测试，使之成为一套相当于使用者自己专门设计的传统仪器⋯。目前大部分虚拟仪器都是基于数据采集卡，如Nl公司的E系列数据采集卡、研华的数据采集卡等，这些卡价格均比较昂贵。随着DsP(数字信号处理)技术走向成熟。Pc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，能实现16位、双通道、最高44．1kHz的采样频率，不仅价格

7、低廉，而且兼容性好、性能稳定、灵活通用，驱动程序升级方便。声卡是计算机的基本配置，因此不需要购买专业的数据采集卡，就可以实现虚拟仪器的开发。文中以计算机声卡为硬件平台。通过hbVIEw的软件编程．设计开发了一种低成本高性能音频信号采集分析系统，具有信号采集、分析、波形显示、存储以及数据文件再调用分析等功能H。J。l声卡工作原理声卡作为语音信号与计算机的通用接口信号和数字信号之间的转换(A／D转换)。其主要功能就是对经线路(k耽111)或麦克风输入的音频信号进行滤波、放大及A／D转换后由数字基金项目：国家自然

8、科学基金项目资助(5憾76120)；重庆市自然辩学基金项日(CSTc．2006BB2408)收稿日期：20ll—lO—19收修改稿日期：2012一晒一30信号处理芯片压缩、加-【=处理得到数字序列，以DMA接口方式，通过PC总线把数据读入到cPu进行播放、录音等各种处理；相应的声音信号回放过程是计算机由Pc总线将数字化的声音信号用DMA方式传送到DsP处理器，经DsP以PCM(PulsecodeModulatio