Matlab中基于声卡的虚拟动态数据分析仪.pdf

《Matlab中基于声卡的虚拟动态数据分析仪.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、文章编号：!"""#$%%$（&""’）"!#""!(#")!"#$"%中基于声卡的虚拟动态数据分析仪傅俊庆，赵爱琼（长沙交通学院汽车与机电工程系，湖南长沙)!""%*）摘要：声卡是个人电脑中不可缺少的一部分，同时也是一个很好的+／,、,／+卡。-./0.1是一个数据分析和处理功能非常强大的工程实用软件。将二者相结合构造了一个虚拟动态数据分析仪，可实现双通道实时波形显示、信号谱分析和传递函数分析等功能。关键词：声卡；数据采集；虚拟仪器；-./0.1中图分类号：23&%)文献标识码：+!声卡同时具有+／,和,／+转换功能，将该卡作为数据采集的+／,转换装置无疑是一个经济而又方便的选择。文献［!

2、］利用4567810.4/9:声卡在;<785;4环境下成功地开发了一个数据采集系统，但该系统的功能由于受编程语言的限制，其数据分析与处理的功能非常有限。例如，为了对所采集的数据进行功率谱分析，则需要用户以=>或?语言来编写功率谱分析的子程序，这显然增加了开发以声卡为数据采集硬件的数据采集系统的难度，并且也极不利于分析功能的进一步扩展。文献［&］利用声卡作为AA+／,转换工具，经过衰减和取样电路得到的模拟信号送至声卡的线路输入端@<79<7，通过>5:0.78?编程，设计了一个微机模拟信号数据采集系统，该系统已用于机电类商品的安全检测。文献［!］和［&］均证实利用声卡作为+／,卡是可行的，并

3、且价格便宜。因此，利用-./0.1中丰富的数据分析和处理功能，开发一个利用声卡作为+／,转换装置的数据采集和动态信号分析处理系统是非常实用而方便的。-./0.1是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，它的信号处理与分析工具箱为动态数据分析提供了十分丰富的函数，利用这些函数可以快捷而又方便地完成动态数据分析。而它的数据采集工具箱（,+B255015C）为在-./0.1中实现数据采集提供十分方便的数据采集函数。在-./0.1环境中，利用这些函数可以快捷地构造出数据采集系统，实现对外部物理世界和生产过程信号的实时信号采集。由该系统采集的物理信号可以作为变量直接存入-./0.1的工作空间，也

4、可以作为数据文件直接写入数据文件。对存入-./0.1工作空间的物理信号变量，利用-./0.1中信号处理与分析工具箱的信号分析处理函数，而无需对大量的常用信号处理算法进行编程，即可方便快捷地完成对信号的动态分析。在-./0.1环境下，为了方便对采集信号的常规动态分析，利用-./0.1中的图形用户接口工具箱，可以轻松地构造一个类似D<785;4的图形操作界面。通过该图形窗口即可实现一个虚拟的双通道动态数据分析仪。&!"#$"%中的声卡数据采集的实现在-./0.1中实现声卡数据采集的硬件配置如图!所示，传感器信号通过声卡的@<79<7或-

5、大输入电平，则在声卡输入插口和被测信号之间应配置一个信号衰减器，将被测信号衰减至声卡最大允许输入电平。在-./0.1中实现声卡数据采集的基本软件环境为：!）-+2@+>=9:4<57*F!（G!&F!）及其图形用户接口工具；!收稿日期：&""&#"$#"*作者简介：傅俊庆（!$()—），男，长沙交通学院副教授F’长沙交通学院学报第!K卷’）数据采集工具箱(#$#)*+,-.-$-/01//%&/2345.-/0’6!（7!’6!）；8）信号处理工具箱9-:0#%;5/*4..-0:1//%&/2345.-/0<6!（7!’6!）。"#$%#&中的实时数据采集功能通过数据采集工具箱来完成，采集

6、数据的分析处理通过信号处理工具箱和"#$%#&中的相应函数来完成，图形用户接口工具用来实现数据图!"#$%#&中声卡数据采集系统硬件框图采集操作的图形界面。利用数据采集工具箱［8］实现声卡数据采集的方法如下。!）为声卡建立一个设备对象，语句为：)=>#0#%/:-0?,$（‘@-0./,0A’）)=———"#$%#&中的变量，它是一个模拟输入设备对象句柄，所有的数据采集过程都是通过对该句柄的操作来实现；)0#%/:-0?,$（）———模拟输入设备对象建立函数，通过该函数将)／(转换卡硬件映射为"#$%#&@/5B.?#*4中的一个模拟输入设备对象句柄；C-0./,0A———声卡设备驱动程序，

7、"#$%#&软件内含该驱动程序。’）查看声卡设备对象的参数并按照实际需要设定参数，查看声卡设备对象参数的语句为：:4$（)=）8）通过该语句可以查看的参数多达D8个，限于本文篇幅，这里不能一一列举，仅对几个重要参数进行解释和说明，参见表!。D）启动并触发声卡设备。当声卡数据采集参数设置完成后，即可启动该设备进行数据采集，其语句格式为：.$#5$（)=）由于声卡具备三种触发方式，当触发方式设置为=EE4A-#$