基于声卡的数据采集的设计与研究

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1、毕业设计论文题目:基于声卡的数据采集摘要当今，科学技术的不断进步，对测量技术的要求越来越高,并且测量技术在各个领域得到了广泛的应用。本文采用虚拟仪器的思想，结合计算机的结构特点，提出了一种以计算机为平台，基于声卡数据采集、显示与分析的虚拟仪器系统。介绍了声卡数据采集系统的制作要点，运用LabVIEW程序开发系统，在普通配备有声卡的计算机上，实现了单通道数据采集系统。实验结果表明：系统能够正确采集声卡设计频率内的信号，可用于该范围内的一般数据采集与应用。此方法生成的采集软件交互性好，性价比高，且实现简单，还可以根据用户的

2、需求进行功能扩充，为低成本构建数据采集系统提供了一种思路。在LabVIEW环境中简单、界面友好、实现了虚拟信号的采集分析及数据存盘重载。可以推广到语音识别、环境噪声监测和实验室测量等多种领域，应用前景广阔。关键词：LabVIEW；声卡；数据采集；目录摘要Ⅰ一导言11.1问题的提出11.2虚拟仪器LabVIEW的概述21.2.1虚拟仪器的产生和概念21.2.2虚拟仪器的优点31.3本课题研究意义41.4本次设计的主要内容4二LabVIEW编程环境介绍62.1LabVIEW简介62.2LabVIEW程序组成6三声卡83.1

3、从数据采集角度认识声卡83.1.1声卡工作原理及性能指标83.1.2声卡的硬件结构设计93.1.3声卡的软件设计103.2声卡的主要技术参数113.2.1采样的位数113.2.2采样频率113.3声卡用于数据采集时的一些设置12四基于声卡数据采集系统的总体设计方案144.1硬件的选择144.2软件的实现154.2.1设计方案软件流程154.2.2开发环境164.2.3软件模块组成174.2．4声卡设置模块174.2.5波形实时显示模块184.2.6数据采集存储模块194.2.7滤波模块204.2.8整个软件程序款图如图

4、4-9所示：21五信号发生器信号测试实验225.1信号测试系统组成225.2实验数据记录225.2.1使用正弦信号225.2.2使用三角波信号245.2.3使用方波信号255.3实验结果分析265.3.1信号曲线异常现象265.3.2误差分析27六结论28参考文献29收获和体会30一导言1.1问题的提出现代科技发展日新月异，计算机尤其如此。计算机强大的处理能力，使得它成为一种很好的工具，其应用范围也越来越广泛。虽然传统仪器已经得到迅猛的发展，仪器精度越来越高，功能越来越强，性能越来越好，但传统仪器基本上没有摆脱单独使用

5、、手动操作的模式。在工业自动化测试及测量领域，传统的方法有许多重复建设，使用起来很不方便，其局限性非常明显，显然己经不能适应时代发展的需要了。传统台式仪器是由厂家设计并定义好功能的一个封闭结构，它有固定的输入/输出接口和仪器操作面板。每种仪器只能实现一类特定的测量功能，并以确定的方式提供给用户。常用的数字示波器、数字万用表、信号发生器、数据记录仪及温度和压力监控器就是传统仪器的代表。一方面，目前我国高档台式仪器如数字示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪等还主要依赖进口，这些仪器加工工艺复杂、对制造水平要求高，生产突破有困难。

6、另一方面，用户可以将一些先进的数字信号处理算法应用于虚拟仪器的设计，提供传统台式仪器所不具备的功能，而且完全可以通过软件配置实现多功能集成的仪器设计。因此，目前研制一种结构简单、操作方便、生产技术要求不高、费用低的数字示波器是非常必要的。如何利用先进的计算机技术提高效率则成为测量领域迫切需要解决的问题。1.2虚拟仪器LabVIEW的概述1.2.1虚拟仪器的产生和概念虚拟仪器(VirtualInstrument，简称VI)的概念，是美国国家仪器公司(NationalInstruments.简称NI)于1986年提出的。N

7、I公司时也提出了“软件即仪器”的口号，彻底打破了传统仪器只能由厂家定义，用户无法改变的局面，从而引起了仪器和自动化工业的一场革命。随着现代软件和硬件技术的飞速发展，仪器的智能化和虚拟化已经成为各级实验室以及研究结构发展的方向。虚拟仪器，它既具有传统仪器的功能，又有别于其他传统仪器。它能够充分利用和发挥现有计算机的先进技术，使仪器的测试和测量及自动化工业的系统测试和监控变得异常方便和快捷虚拟仪器（virtualinstrument）是基于计算机的仪器计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。简单的说，这种结合有

8、两种方式。一种方式是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器的功能也越来越强大，目前已经出现含有嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。如图1-1反映了常见的虚拟仪器组建方案。信