基于LabVIEW的音频信号采集分析虚拟实验系统设计

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1、基于LabVIEW的音频信号采集分析虚拟实验系统设计摘要近年来，虚拟仪器正逐步走进国内高校理工科课堂和实验室，越来越多的高校与美国NI(NationalInstruments)公司合作，投入几十万甚至几百万元购置虚拟仪器产品来组建虚拟实验室。开发者利用NI公司提供的虚拟仪器开发平台LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineering)设计出适合专业特点的虚拟仿真实验。目前NI公司所提供数据采集设备性能好，但是价格昂贵，构建虚拟实验系统成本偏高。PC机声卡具备数据传输和A／D

2、转换功能，若能在虚拟实验系统的建设过程中利用普通声卡进行信号采集，不仅使构建过程变得简单易行，而且大大降低了建设成本。基于上述分析，本文在LabVIEW平台上设计开发了采用PC机普通声卡作为数据采集设备进行音频信号采集分析的虚拟实验系统，并在理工科典型信号分析实验中进行了应用。本文主要研究工作包括以下三个方面：(1)提出了采用声卡作为数据采集设备构建虚拟实验系统的设想。通过对一些高校传统实验教学方案的调研，分析了由声卡组建虚拟实验系统的必要性和可行性。(2)构建了基于LabVIEW的音频信号采集分析虚拟实验系统。

3、基于LabVIEW平台设计开发了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。(3)研究了系统构建中的关键问题。信号采集是整个系统数据分析的基础。针对普通PC机声卡无法在LabVIEW中被实时调用的难题，提出了采用CIN节点调用法实现对声卡信号数据的实时采集。关键词：虚拟仪器；LabVIEW．数据采集；CIN；CLF；本文受到安徽师范大学自然科学研究课题“网络环境下虚拟实验系统在实验教学中的应用研究”(2005Bzxl5)的资助DesignofVirtualExperime

4、ntSystemonAcquisitionandAnalysisoftheAudioSignalbasedonLabVIEWAbstraetInrecentyears，virtualinstrumentisgraduallyusedinscienceandengineeringclassroomsandlaboratoriesindomesticinstitutionsofhigherlearning，andagrowingnumberofschoolscooperatewithNI(NationalInstru

5、ments)，spendhundredsofthousandsorevenmillionsRMBinpurchasingvirtualapparatusproductsfromNIandformavirtuallaboratory．ThedevelopersdesignvirtualexperimentsonprofessionalcharacteristicssuitableinvirtualinstrumentationdevelopmentplatformLabVIEW(LaboratoryVirtuali

6、nstrumentEngineering)．TheacquisitionequipmentfromNIhasagoodperformance，butconstructingvirtualexperimentalsystemwillcausehighcost．IftheordinarysoundcardwithdatatransmissionandA／Dconverterfunctionscouldbeusedforbuildingvirtualexperimentsystem，itnotonlymakesthep

7、rocesssimple，butalsogreatlyreducestheconstructioncost．Basedontheaboveanalysis，fromtheperspectiveofcost-effective，thisthesisusessoundcardasageneraldataacquisitionequipmentoftheaudiosignalacquisition，designsthevirtualexperimentsystembasedonLabVIEW，andimplements

8、itinthesignalanalysisexperiments．Themaincontentsarelistedasfollows：(1)Anenvisageforusingsoundcardasavirtualdataacquisitionequipmenttoconstructtheexperimentalsystemisputforward．Thenecessit