labview声音采集系统

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1、虚拟仪器技术姓名：史昌波学号：2131391指导教师：孙来军院系(部所)：电子工程学院专业：控制工程目录1、前言22、声卡的硬件结构和特性32．1声卡的作用和特点32．2声卡的构造43、LABVIEW中与声卡相关的函数节点54、LABVIEW程序设计64．1程序原理64．2程序结构64．3结果分析85、结束语106、参考文献10基于声卡的数据采集与分析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。

2、目前市售的数据采集卡价格与性能基本成正比，一般比较昂贵[]李江全等.LABVIEW虚拟仪器数据采集与串口通信测试应用实践.北京：人民邮电出版社，2010.。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[]刘胜等.LABVIEW2009程序设计.北

3、京：电子工业出版社，2010.。2、声卡的硬件结构和特性2．1声卡的作用和特点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，比如机械量信号，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接口三个部分[]程学庆等.LABVIEW图形化编程与实例应用.北京：中国铁道出版社，2005.。（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

4、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，包括加入回声、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）价格便宜。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，比起数据采集卡便宜很多，而且绝大多数计算机都会配置相应的声卡，这更加节约了成本，开发周期短，节省了数

5、据采集卡的开发时间或购买时期。（2）与PC整合完美。使用声卡进行数据采集，不必担心像使用数据采集卡一样担心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。2．2声卡的构造一般声卡由声音控制/处理芯片、功放芯片、声音输入/输出端口等构成。声音控制/处理芯片是声卡的核心，集成了采样保持，A/D转换、D/A转换、音效处理等电路。一般多媒体计算机的声卡的构造框图如下所示声卡的构造框图对于不同的声卡，其硬件接口有所不同，一般声卡有4-5个对外

6、接口。WaveOut（或LineOut）和SPKOut是输出接口，WaveOut输出的是没有经过放大的信号，需要外接功率放大器。MicIn和LineIn是输入接口，MicIn接口只能接受较弱的信号，幅值约为0.02-0.2V，很容易受干扰，对于数据采集，一般常用LineIn接口，它可以接受幅值不超过1.5V的信号多数声卡的输入都是双通道的，在实际数据采集中，可以通过3.5mm音频插头将信号从声卡接口引入或引出，可以使用坏的立体声耳机做一个双通道的输入线，剪去耳机，保留线和插头即可，注意这两个通道时共地的。3、LABVIEW中与声卡相关的函数节点在LABVIEW中函数（Funct

7、ions）→编程（programming）→图形与声音→（Graphics&Sound）→声音（Sounds）子选板下，提供了与声卡相关的函数节点，如图所示，这些节点都是使用Windows底层函数编写的，直接与声卡驱动联系，可以实现与声卡的快速访问与操作，具有比较高的执行性能.[]岂兴明等.LABVIEW入门与实践开发100例.北京:电子工业出版社，2011.声音函数自选板包含了输出、输入和文件3个子选板，他们分别提供声音输出、声音输入和文件相关的节点。对声音的实时采集主要用到声音子面板中的