labview课程设计

课程设计1虚拟仪器系统开发与实践课程设计成绩评定表设计课题：基于声卡的音频信号采集分析系统学院名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：设计时间：2015-1-12～2011-1-22指导教师意见：成绩:签名：年月日课程设计2虚拟仪器系统开发与实践课程设计课程设计名称：基于声卡的音频采集系统专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：课程设计时间：2011-1-12～2011-1-22虚拟仪器系统开发与实践课程设计任务书学生姓名专业班级学号课程设计3题目基于声卡的音频采集系统课题性质工程设计课题来源自拟指导教师主要内容（参数）利用labview软件设计基于声卡的音频采集系统，实现以下功能：利用PC机声卡的麦克风输入或线路输入作为信号的输入端口，将获取到的模拟音频信号经过左右两个通道和A/D转换后送入计算机，通过LabVIEW编写的采集程序进行各种处理和保存；经过采集系统处理的数据通过总线将数字化的信号以PCM方式送到D/A转换器，编程模拟的音频信号由线路输出端口通过耳机或音响转换为音波播放出来。任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料；第3-4天：小组成员进行讨论设计出初步的设计方案，并且进行了前面板的设计和部分程序框图设计；第5-6天：完成计算器的设计，并进行了调试；第7天：撰写课程设计报告。主要参考资料[1]牛群峰、王莉、吴才章：LabVIEW虚拟仪器系统开发与实践，中国电力出版社[2]刘胜、张兰勇、刘刚：LabVIEW2009程序设计，电子工业出版社[3]雷振山、魏丽、赵晨光：LabVIEW高级编程与虚拟仪器工程应用，中国铁道出版社[4]申焱华、王汝杰、雷振山：LabVIEW入门与提高范例教程，中国铁道出版社审查意见系（教研室）主任签字：年月日课程设计1目录摘要........................................................................................................................1一、声卡信号采集系统总体设计方案.................................................................11.1工作过程为................................................................................................11.2信号调理电路............................................................................................21.3声卡............................................................................................................2二、声卡的硬件结构与特性.................................................................................32.1声卡的基本参数........................................................................................32.2声卡的硬件接口........................................................................................3三、声卡的操作函数.............................................................................................4四、构建基于声卡的数据采集与分析系统.........................................................54.1系统组成...................................................................................................54.2编写信号波形显示的子VI.....................................................................64.2.1通道选择...........................................................................................64.2.2数据类型转换...................................................................................74.2.3谱分析...............................................................................................84.2.4滤波...................................................................................................84.2.5波形显示...........................................................................................94.2.6设置输入输出端口...........................................................................94.3采集信号.................................................................................................104.4信号回放与分析.....................................................................................114.5程序组合.................................................................................................114.5.1主程序...............................................................................................114.5.2回放与分析模块...............................................................................12五、界面布局与修饰...........................................................................................12六、结论...............................................................................................................14七、参考文献.......................................................................................................15课程设计1基于声卡的音频采集系统摘要要在LABVIEW环境中进行对声卡编程，就是运用常用周期信号及测试领域特殊信号的双通道模拟输出。由于专用数据采集卡成本比较昂贵、而且和计算机兼容性比较差等缺点，这个论文就是应用性能良好、价格低廉的计算机声卡设计一套基于LabVIEW的信号采集分析系统。该系统具有双通道、高保真、22K甚至44KHz的采样率，实现了音频信号的实时采集、实时存储、回放、信号分析（时域分析和频域分析）等多种功能。实验结果表明：该设计方案具有设计简便、成本低、通用性高、扩展性好、界面大方简洁等优点，可广泛应用于工程测量和科学实验室等环境。一、声卡信号采集系统总体设计方案声卡采集系统原理框图如下图1所示。它主要由声源、信号调理模块、计算机声卡以及安装于计算机机上的LabVIEW软件等几部分组成。图1声卡采集系统原理框图1.1工作过程为输入时，测试信号首先经过信号调理电路，利用PC机声卡的麦克风输入（micin）或线路输入（linein）作为信号的输入端口，将获取到的模拟音频信号经过左右两个通道和A/D转换后送入计算机，通过LabVIEW编写的采集程序进行各种处理和保存；输出时，经过采集系统处理的数据通过总线将数字化的信号以PCM方式送到D/A转换器，编程模拟的音频信号由线路输出（lineout）端口通过耳机或音响转换为音波播放出来。课程设计21.2信号调理电路在信号进入声卡之前必须经过信号调理，主要包括信号的放大、滤波、隔离和线性化处理，以使其能够被声卡正确的识别。声卡的麦克风（micin）输入端具有高增益放大器，会使得信号产生较大失真，所以选择线路（linein）输入信号时，其输入电压应为-1～+1V。1.3声卡计算机的声卡作为数据采集卡，其A/D转换功能已经成熟，而且计算机无需添加额外配件便能完成所有音频信号的采集功能，具有价格低廉、采样精度高，与LabView结合编程简单等优点，因此，利用声卡可以构成一个较高采样精度、中等采样频率、灵活性好的信号采集系统。声卡主要技术指标有采样位数、采样频率、频率范围和频率响应、基准电压等。（1）采样位数：采样位数可以理解为声卡处理声音的解析度。这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。如今市面上所有的主流产品都是16位的声卡，而一般的数据采集卡大多也才有12位，因此，声卡相较于常用的数据采集卡毫不逊色。（2）采样频率：采样频率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数，采样频率越高声音的还原就越真实越自然。在当今的主流民用声卡上，采样频率一般共分为8KHz、11.025KHz、22.05KHz和44.1KHz四个等级，少数可以达到48KHz。对于20Hz～20KHz范围内的音频信号，如果采用48KHz采样频率，虽然理论上是可行的，但是效果已经不是最好。因而使用声卡的局限性就是不允许用户在最高采样率下随意设定采样频率。对于高于48KHz的采样频率人耳已无法辨别出来了，因此没有实用价值。（3）频率范围和频率响应：前者是指音响系统能够回放的最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围；后者是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时，音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象。以声卡作为虚拟测试仪器的硬件设备必须对其频率特性有所了解。本系统所用计算机主板集成声卡是Reaktek的ALC880Codec，根据其性能指标，设置采样率为44.1KHz，采样位数为双通道，采样比特数为16位，以保证采样时的干扰较小、波形稳定。课程设计3（4）基准电压：声卡没有基准电压，因此无论是A/D还是D/A转换器，都需要用户参照基准电压进行标定。二、声卡的硬件结构与特性声卡作为语音与计算机的能用接口，其主要功能就是语音信号经过DSP（数字信号处理）音效芯片的处理，进行模拟信号与数字信号的转换，因此，从其功