虚拟数字示波器与声卡采集实验(2014)
基于声卡的虚拟示波器设计实验案例
案例设计信息表1.实验课程名称：虚拟仪器课程实验2.实验案例名称：基于声卡的虚拟示波器设计3.实验学时安排（课内/课外）：4/84.学生专业、年级：电子信息类、2年级5.实验内容与任务（限500字）1）以一般运算机声卡作为搜集卡，以LabVIEW作为开发平台，设计一种方便的、灵活性强的单通道虚拟示波器，该系统能够正确搜集声卡设计频率范围内的信号（一般声卡具有16位量化精度，44K采样频率），构建虚拟示波器前面板，通过调整其上的旋钮或按键，使波形便于观看；（大体）2）双通道示波器设计，不仅具有通用双综示波器的功能，还可同时显示、记录、存储双通道输入的波形，对存储波形可通过“回放功能”显示在屏幕上；（提高）3）设计信号调理电路，使虚拟示波器可测量声卡频率范围内的信号，如声音、脉搏、心电、脑电、等。
（拓展应用）6.实验进程及要求（限300字）1）学习了解通用示波器大体结构和原理，深刻明白得示波器性能指标参数，如采样速度和分辨率等；2）学习虚拟仪器软件编程环境LabVIEW的利用，把握虚拟仪器设计流程；3）学习了解电脑声卡工作原理，试探声音是怎么转换为电信号，又通过那个单元由模拟信号转换为数字信号等知识；4）构思虚拟示波器的结构、组成和实现的功能，试探在工程实践中怎么样依照需要灵活构建前面板；5）用LabVIEW进行软件设计，包括通道操纵模块、时基操纵模块、声卡设置模块、波形运算模块、数据存储与回放模块、触发操纵模块、参数测量模块和滤波模块；6）虚拟示波器信号输入通道设计，自制一个输入接头：如利用废弃的MIC接头和声卡输入端口连接起来。
依照声卡参数确信虚拟示波器的分辨率、带宽、精度等技术参数指标，注意声卡制作虚拟仪器适用范围：a)由于声卡输入端存在隔直电容，测量范围一样受限为10HZ-22KHZ；b)最大输入电压1V；c)声卡MIC输入端具有高增益放大器，会使信号产生较大失真，应选用LINE IN作为信号输入端口；d)试探声卡即可输入又可输出信号，注意输出信号假设作为信号源利用，可从LINE OUT掏出，已取得较小的失真度，假设从SPEAKER输出可取得数瓦的功率信号。
《虚拟仪器技术实验》基于声卡的数据采集实验
《虚拟仪器技术实验》基于声卡的数据采集实验一、实验目的1.了解计算机声卡的相关知识；2.利用Labview中有关声卡的函数实现波形测量及存储。
二、实验设备计算机（安装有 LabVIEW软件）三、实验原理LabVIEW中提供了一系列使用Windows底层函数编写的与声卡有关的函数，程序框图“右键”→“编程”→“图像与声音”→“声音”，包括“输入”、“输出”和“文件”三个功能模块，每个部分包括若干VI函数，如图所示。
声音输出VI用于配置和控制声音输出设备。
声音输入VI用于配置和控制声音输入设备。
声音文件VI用于创建和获取PC波形文件。
声音采集模块LabVIEW程序设计是基于计算机的虚拟技术，用以模拟通用示波器的面板操作和处理功能，采用个人计算机及其接口电路来采集现场或实验信号，并通过图形用户界面(GUI)来模仿示波器的操作面板，实现信号采集、调理、分析处理和显示输出等功能。
采集模块主要由以下几部分组成：声卡设置模块、波形实时显示模块、数据采集及储存模块等。
四、实验内容1.新建VI，点击文件→保存，自定义命名为“声卡采集系统设计.vi”。
2.添加文件对话框函数，设置开始路径为默认数据目录，创建类型（所有文件）、类型标签常量控件。
3.添加打开声音文件函数，程序框图“右键”→“编程”→“图形与声音”→“声音”→“文件”，添加“打开声音文件”，选择“写入”。
4.完成配置声音输入函数。
(1)程序框图“右键”→“编程”→“图形与声音”→“声音”→“输入”，添加“配置声音输入”，放置在程序框图上；(2)创建每通道采样总数输入控件；创建采样模式输入控件；创建设备ID输入控件；创建声音格式输入控件5.新建While循环，在while循环上添加“读取声音输入”函数、“按名称解除捆绑”函数、“写入声音文件”函数，“停止按钮”。
6.添加“关闭声音文件”函数，“声音输入清零”函数和“简单错误处理器”，放置在程序框图上。
7.打开前面板，右键添加“波形图”，放置在前面板上。
基于声卡的虚拟双踪数字存储示波器
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基 于声 卡 的虚 拟 双踪 数 字 存 储 示 波 器
金 赞 ，孙 晶
（ 州 师范 大学 物 电学 院 ，徐州 ２ ｌ １ ） 徐 ２ １６
关 键 词：虚 拟仪器 ；数字 示波 器 ：声 卡 中图 分类号 ： Ｐ 文 献标识 码 ：Ａ Ｆ ２６ ｌ
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声卡虚拟仪器及其在《电子技术》演示实验中的应用
声卡虚拟仪器及其在《电子技术》演示实验中的应用【摘要】虚拟仪器是电子测量技术与计算机技术相结合的新型电子仪器，本文介绍了基于声卡的虚拟仪器的功能和使用方法，并举例说明其在电子技术演示实验中的应用。
【关键词】声卡；虚拟仪器；电子技术；演示；应用现代教育技术的发展，已将日趋成熟的基于计算机的虚拟仪器（Virtual Instruments）技术引入学校课堂。
如美国国家仪器公司（简称NI）的Lab VIEW 和Lab Windows/CVI系统等。
但是，这些虚拟仪器软件价格昂贵，大大限制了虚拟仪器技术在教育领域中应用推广。
笔者利用计算机自身配带的声卡作为数据采集卡，配合一款“基于声卡的虚拟示波器[1]”软件和4根自制的接口测试电缆线，做成了十分实用的声卡虚拟仪器—声卡示波器。
其软件在显示器的屏幕上生成声卡示波器面板，通过声卡接口电路使计算机完成对被测信号的数据采集、处理、传送、存储、显示等功能，成为既有普通示波器的基本功能，又有普通示波器所没有的特殊功能的新型仪器。
这种声卡示波器操作简单，性能良好，显示屏幕大，特别适用于演示《电子技术》实验，如果在配有投影机的多媒体教室应用，教学演示效果将有更为生动形象。
声卡示波器软件种类不少，可以用VC++语言[2]编写，也可以用Lab VIEW[3]的图形化语言编写，而且也容易在网络上找到成品软件，其中有些是可以免费下载的。
如“基于声卡的虚拟示波器软件”、虚拟示波器软件V1.01等。
下面以“基于声卡的虚拟示波器”软件为例，介绍声卡虚拟仪器的功能、使用方法及其在《电子技术》教学演示实验中的应用。
1.声卡示波器软件的功能基于声卡的虚拟示波器软件是一款小型软件，不需要安装，下载后解压缩即可运行。
双击运行程序Show.exe，显示器上便出现如图1所示的声卡示波器界面，声音信号通过外接话筒（Mic）输入，外部电信号可通过声卡的输入插孔（Line in）输入，其产生的信号可通过喇叭插孔（Speaker）输出，现在学校里的多媒体计算机的声卡都有这些接口，在主机箱上都可以找到相应的插孔。
利用基于声卡的虚拟仪器研究声波和拍(修改稿)
利用基于声卡的虚拟仪器研究声波和拍杨学锋（德州学院 物理系，山东 德州 253023）摘要：对声拍现象的观察和拍频的测量可作为大学物理实验的一个实验项目。
提出一种利用基于声卡的虚拟仪器研究声拍和和测量拍频的方法，仪器装置由装有V0.94软件的PC 、扬声器和话筒组成；计算机的虚拟信号发生器产生两路频率相近的信号，通过LINE OUT 接口输出，并分别连接至两个扬声器作为声源；驻极体式话筒作为声音传感器通过MIC 接口，输入到计算机，通过虚拟示波器观察两声源叠加后产生的拍波形；根据每格采样时间，从拍波形图测量两个同一侧相邻峰值点对应的时间,从而得到振声信号的拍频；虚拟仪器的FET 功能用来对拍信号进行频谱分析。
实验现象形象、直观、清晰，操作简便，既可作为演示性实验，又可定量测定拍频，改变了传统实验无法定量分析的缺陷，同时还可对声拍信号逆向进行FET 频谱分析；一台计算机同时实现了两台信号发生器、一台数字存储示波器和一台频谱分析仪的功能。
关键词：声卡；虚拟仪器；声拍；拍频中图分类号：TP29 文献标识码：A1 引言计算机的声卡在音频范围是性能良好的A/D 转换器，且具有双通道，可达16位量化精度，这就为声卡代替专业数据采集卡提供了可能[1,2,3]。
基于声卡的虚拟仪器V0.94巧妙地利用电脑声卡的A/D 转换电路，以美国NI 公司的虚拟仪器软件LabVIEW 为平台，把电脑变成一台集信号发生器、数字存储示波器、频率计、万用表、频谱分析仪等多功能于一体的仪器[4]。
本文把V0.94的信号发生器、数字存储示波器、频谱分析仪等虚拟功能联合使用，用以研究声波和拍。
2 虚拟仪器V0.94的硬件准备和调整、使用方法2.1 计算机声卡的设置目前声卡主流产品均为16位，采用∑-∆方式的ADC ，足以代替一般专业数据采集卡的12位采样精度的逐步渐进式ADC ，而其最高采样频率一般在44.1KHz [1，2]。
V0.94在使用前应首先对声卡进行以下设置[4，5]：打开电脑的音量调节并选择录音属性，打开录音音量控制面板，将输入方式选为LINE 或Micphone ，禁用一些不常用的设备如MODEM 、CD 等，关闭混响、环绕等声音特效，以尽量减少对测量的干扰。
虚拟声卡示波器使用说明
基于声卡的虚拟仪器示波器，信号发生器，频率计，万用表曾繁华zengfanhua@软件说明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A/D，D/A卡，本软件充分利用了这一功能。
本软件实现了示波器，信号发生器，频率计，万用表的功能，在音频范围内可完全替代上述仪器。
这并不是仿真软件，而是实用的工具，这些虚拟仪器可以很好的工作。
最简单的应用只需要两根电缆，一根输入，一根输出。
工作原理：本软件利用声卡进行采样和输出，软件能否正常工作与声卡的正确设置紧密相关。
声卡的工作方式是44100HZ，16bit,双声道双工，大多数声卡都支持这一标准。
各部分的使用：所有的虚拟仪器都做在一个面板上，操作是很简单直观的。
1.示波器启动程序后，示波器已处于工作状态，有五种工作方式可供选择X 单踪示波器X1 ,X2 双踪示波器X1＋X2 两路信号相加X—Y 两路信号分别做X轴，Y轴输入。
这一种方式类似通用示波器中用李萨如图形测频率的方式。
频域显示信号的频谱分布通过上面几个控件可调整示波器各项参数。
按下RECORD 可将输入信号保存为WAV文件，再次按下停止记录。
PAUSE 可将示波器屏幕暂停，以便观察，再次按下结束暂停。
暂停时仍能调整各项参数。
保存屏幕可将示波器屏幕存为位图文件，需先将屏幕暂停，调整好后再保存。
2.频率计需要按下电源按钮来启动频率计。
频率是对输入信号进行FFT得到的，每秒可以更新约10次，显示误差约有10hz，如果想得到准确的频率值，可利用信号发生器的输出信号和示波器利用李萨如图形法测得。
如果将FFT 取样数提高，误差可以小于1hz,但会加大运算量，在实际中似乎没有必要。
3.信号发生器需要按下电源按钮来启动信号发生器。
这是一个频率很准确的双路正弦波发生器，由于采样的特性所限，高频部分有所失真，但在50hz-15khz时波形都相当好，输出幅度可通过调节音量实现。
按下左边的按钮可设置输出频率。
4.4.万用表这是一个有趣的附件，需要按下电源按钮来启动它。
基于声卡的虚拟示波器设计
基于声卡的虚拟示波器设计简介虚拟示波器是一种利用计算机和声卡技术实现的数字示波器。
它能够通过声卡接口获取来自外部电路或信号源的电压信号，并将其以波形图的形式显示在计算机屏幕上。
基于声卡的虚拟示波器设计是利用计算机的声音输入功能，通过软件实现示波器的功能，相比于传统示波器，具有成本低、便携性高等优势。
本文将介绍基于声卡的虚拟示波器的设计原理和实现方法，包括硬件连接、软件设计和数据处理等方面的内容。
设计原理硬件连接基于声卡的虚拟示波器的硬件连接较为简单，只需要将待测电路的信号源连接到计算机的麦克风输入口即可。
可以使用插头与插孔连接，或者使用万用表等测试设备进行连接。
软件设计基于声卡的虚拟示波器的软件设计分为两个部分：数据采集和波形显示。
数据采集数据采集是基于声卡的虚拟示波器的核心功能。
首先，需要使用合适的编程语言或软件工具进行声卡的控制和数据采集。
具体的步骤如下：1.打开声卡设备接口，配置采样率和位深等参数。
2.开始采集数据，并将采集到的数据保存到缓冲区中。
3.对缓冲区中的数据进行处理，如滤波、放大等。
波形显示波形显示是基于声卡的虚拟示波器的另一个重要功能。
在数据采集结束后，可以对采集到的数据进行波形显示。
具体的步骤如下：1.对采集到的数据进行幅值归一化，将其转换为屏幕上的像素值。
2.绘制波形图，将归一化后的数据以波形的形式显示在屏幕上。
实现方法硬件准备基于声卡的虚拟示波器的硬件准备比较简单，只需要一台计算机和一根连接电路信号源和计算机麦克风输入口的线缆即可。
软件实现基于声卡的虚拟示波器的软件实现可以使用各种编程语言和软件工具。
下面以Python语言为例，介绍一种简单的实现方法。
import sounddevice as sdimport numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt# 设置采样率和采样时间fs = 44100 # 采样率duration = 5 # 采样时间# 采集数据samples = sd.rec(int(fs * duration), samplerate=fs, channels=1)sd.wait() # 等待数据采集完成# 归一化并转换为整型数据samples = np.int32(samples * (2 ** 31 - 1))# 绘制波形图plt.plot(samples)plt.xlabel('Time')plt.ylabel('Amplitude')plt.show()以上代码使用了Python的sounddevice库进行声卡的数据采集，然后使用numpy库对采集到的数据进行归一化和转换，最后使用matplotlib库绘制波形图。
数据采集及分析实验3基于声卡的数据采集1
数据采集及分析实验3-5基于声卡的数据采集一、实验目的1、掌握Labview软件的基本使用方法；2、掌握利用Labview功能模板进行虚拟仪器设计；3、了解声卡的工作原理4、学习用Labview进行数据采集的基本过程。
5、利用Labview8.2软件设计并实现一台虚拟数字录音机，完成音频数据采集、显示、保存、处理、回放的功能。
通过练习使用Labview设计数字录音机。
二、实验仪器和设备1. 计算机1台、MIC 1只、耳机1只2．编程环境 WindowsXP操作系统3. Labview实验软件1套二、实验说明：1、声卡的工作特点本设计采取的方法是在LabVIEW虚拟仪器环境中利用Windows自带声卡采集语音信号。
从数据采集的角度来看,PC声卡本身就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，软件特别是驱动程序升级方便。
如果测量对象的频率在音频范围(20 Hz-20kHz)内，而且对采样频率等指标又没有太高要求，就可以考虑使用声卡。
而语音音频范围一般在5kHz以内，满足声卡采集的要求。
在采集语音信号前，要检查声卡的设置，保证已配置的输入功能(录音功能)不处于静音状态。
主机通过总线将数字化的声音信号送到数模转换器(D / A)，将数字信号变成模拟的音频信号同时，又可以通过模数转换器(A/D)将麦克风或CD的输入信号转换成数字信号，送到计算机进行各种处理。
衡量声卡的技术指标包括复音数量、采样频率、采样位数(即量化精度)、声道数、信噪比(SNR)和总谐波失真（THD）等。
复音数量代表声卡能够同时发出多少种声音，复音数越大，音色就越好，播放声音时可以听到的声部越多、越细腻;采样频率是每秒采集声音样本的数量，采样频率越高，记录的声音波形越准确，保真度就越高，但采样数据量相应变大，要求的存储空间也越多。
采样位数是指将声音从模拟信号转化为数字信号的二进制位数(bit) ,位数越高，在定域内能表示的声波振幅的数目越多，记录的音质也就越高，例如16位声卡把音频信写的大小分为216 =65536个量化等级来实施上述转换。
基于声卡和LabVIEW的虚拟数字示波器的设计
Ｖｏ１ ． ２ｌ
电 子 设 计 工 程
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２ ０ １ ３年 ２月
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ３
Ｎｏ ． ３
基于声卡和 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 的虚拟 数字示波器的设计
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２ ． １ 数 据 采 集模 块
作 工 艺 水 平 的原 因 ， 导 致 示 波 器 的 价 格 比较 昂 贵 。 虚拟 仪 器
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出 操 作 界 面 友 好 操 作 简 单 实 用 的廉 价 的 虚拟 示 波器 。针 对 于 成 本 问 题 ， 文 中 采 用 的 声 卡 代 替 专 业 数 据 卡 对 数 据 进 行 采
基于LabVIEW和声卡的电子实验教学
基于LabVIEW和声卡的电子实验教学张新红【摘要】针对电子类实验教学中存在的问题,结合实例介绍LabVIEW和虚拟仪器技术在电子类实验教学中的特点和优势.利用LabVIEW构建虚拟仪器,利用声卡采集信号,弥补了传统实验设备的不足,提高了实验室现有资源的利用率,达到了改善实验条件、提高教学质量的目的.同时,将虚拟实验与传统实验相结合的教学方法使教学更生动,有利于促进学生自主学习和创新能力的培养.【期刊名称】《丽水学院学报》【年(卷),期】2012(034)002【总页数】5页(P98-102)【关键词】LabVIEW;虚拟仪器;声卡【作者】张新红【作者单位】丽水学院工学院,浙江丽水323000【正文语种】中文【中图分类】TP391实验是课程教学的重要环节，是工科学生需要重点掌握的重要技能之一。
通过实验可以加深对课堂理论的理解与消化，增强学习兴趣，锻炼学生在实践中发现问题、提出问题、解决问题的能力。
传统实验教学需要大量的仪器设备，而实验室常规设备有些过于老化且功能单一，并且随着大学生扩招，现有的实验室设备明显不足，可以开设的实验课程有限，学生能够进行实际电路设计和仪器操作的机会少，动手能力难以提高。
而利用实验室虚拟仪器实验平台LabVIEW可以开发出形式多样的与实际仪器功能类似的虚拟仪器，满足学生不同层次的实验需要，提高他们的电路设计与应用能力。
[1]本文结合LabVIEW开发软件，采用声卡采集信号，利用实验室现有的仪器设备，通过构建实例说明LabVIEW在模拟电子线路实验教学中的应用。
虚拟仪器（Virtual Instrument）是现代计算机技术与仪器技术深层次结合的产物，该系统利用通用计算机的硬件资源，用户可以自己对仪器的功能与界面进行定义，继而用软件的方式实现测试功能的一种仪器系统。
简而言之，核心理念是“软件即仪器”[2]。
软件的面板跟专业的测量仪器的操作面板一致，从而实现仪器测量的目的。
基于声卡的虚拟示波器设计
基于声卡的虚拟示波器设计1．引言：随着运算机技术和虚拟仪器技术的进展，虚拟仪器逐步成为现代仪器的进展方向，其中大部分虚拟仪器差不多上基于各种数据采集卡的，如NI 公司的PCI－6221数据采集卡，研华公司PCL－1800型数据采集卡，ISA型数据采集卡AC1820。
在对采样频率要求不高的情形下，能够利用运算机的声卡进行数据的输入和输出。
声卡是一个专门优秀的音频信号采集系统，其数字信号处理包括模数变换器ADC〔Analogue Digital Converter〕和数模变换器DAC〔Digital Analogue Converter〕，ADC用于采集音频信号，DAC那么用于重现这些数字声音。
声卡已成为多媒体运算机的一个标准配置，因此基于声卡的虚拟仪器具有成本低，兼容性好，通用性和灵活性强的优点，能够不同意硬件限制，安装在多台运算机上。
本文利用LabVIEW8.2中的数字声音记录节点，编程实现了基于声卡的虚拟双踪数字储备示波器，采样速率为44.1KHz，线路输入端口最高电压限制为1V，对高于1V的信号采纳比例运算放大电路衰减后输入，能适合专门多场合的需要。
从数据采集的角度来看，声卡是一种音频范畴内的数据采集卡，是运算机与外部的模拟量环境联系的重要途径。
2．认识声卡【1】声卡的作用声卡的要紧功能包括录制与播放，编辑与合成处理MIDI接口3个部分【2】声卡的要紧技术参数（1）彩样的位数采样位数能够明白得为声卡处理声音的解析度。
那个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。
声卡的位是指声卡在采集和播放声音文件时所使用的数字声音信号的二进制位数，它客观地反映了数字声音信号对输入声音信号的描述的准确程度。
（2）采样频率目前，声卡的最高采样率是44.1KHz，少数达48KHz。
关于民用声卡，一样将采样频率设为4档，分别是44.1KHz，22.05 KHz，11.025 KHz和8 KHz。
22.05 KHz只能达到FM广播的音乐品质；44.1 KHz是理论上的CD音质界限，48 KHz 那么更好一些。
基于计算机声卡的虚拟实验仪器开发研究
基于计算机声卡的虚拟实验仪器开发研究内容摘要：摘要：虚拟仪器（VirtualIntrument）技术是测控领域测量的一个重要方向，是计算机技术与仪器技术深层次结合产生的全新概念的仪器,是对传统仪器概念的重大突破。
为了满足高校、科研机构等对一些实验设备的需求，在低成本条件下开发一些虚拟仪器成为一种趋势。
组建虚拟示波器为例介绍如何开发虚拟实验仪器。
关键词：计算机；声卡；仪器1从数据采集的角度看声卡从数据采集的角度来看，声卡是一种音频范围内的数据采集卡，是计算机与外部的模拟量环境联系的重要途径。
1.1声卡的工作原理声卡的工作原理其实很简单，其工作流程图如图1所示。
我们知道，麦克风和喇叭所用的都是模拟信号，而电脑所能处理的都是数字信号，声卡的作用就是实现两者的转换。
从结构上分，声卡可分为模数转换电路和数模转换电路两部分,模数转换电路负责将麦克风等声音输入设备采到的模拟声音信号转换为电脑能处理的数字信号；而数模转换电路负责将电脑使用的数字声音信号转换为喇叭等设备能使用的模拟信号。
2声卡的主要技术参数（1）采样的位数。
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，录制和回放的声音也就越真实。
声卡的位是指声卡在采集和播放声音文件时所使用的数字声音信号的二进制位数，它客观地反映了数字声音信号对输入声音信号描述的准确度。
例如，8位代表28=256；16位则代表216=64000。
比较一下一段相同的音乐信息，16位声卡能把它分为64000个精度单位进行处理，而8位声卡只能处理256个精度单位，最终采样效果自然是无法相提并论的。
（2）采样频率。
目前，声卡的最高采样频率是44.1kHz。
少数达到48kHz。
对于民用声卡，一般将采样频率设为4档，分别是44.1kHz、22.05kHz、11.025kHz和8kHz。
22.05kHz只能达到FM广播的声音品质；44.1kHz是理论上的CD音质界限，48kHz 则更好一些。
基于声卡的虚拟示波器和虚拟信号发生器的设计与测试
基于声卡的虚拟示波器和虚拟信号发生器的设计与测试
李娜
【期刊名称】《北京工业职业技术学院学报》
【年(卷),期】2011(010)004
【摘要】介绍了一款利用计算机的声卡代替价格较贵的专业数据采集卡,借助LabVIEW软件开发的多功能虚拟示波器及虚拟信号发生器。
该虚拟仪器的主要功能有波形显示、触发控制、通道选择控制、参数的测量、频谱的分析和波形的存储和回放等,用户可以随时进行测量数据的分析处理,并实时观察和分析实验结果。
【总页数】4页(P27-30)
【作者】李娜
【作者单位】北京工业职业技术学院,北京100042
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.2
【相关文献】
1.基于声卡和LabVIEW的虚拟示波器的设计 [J], 李燕杰;赵娜;赵平;张京京
2.基于 LabVIEW的信号发生器和虚拟示波器综合测试仪的设计 [J], 曾山;陆尧胜;王思华;刘海燕;宋立国;代军弟;张茂俊
3.基于声卡虚拟示波器设计 [J], 邓魁;李宁旭;陈晨
4.基于声卡虚拟示波器设计 [J], 邓魁;李宁旭;陈晨
5.一种基于声卡的虚拟示波器的设计 [J], 李明;杨其锋
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虚拟数字示波器设计与调试
1、实验目的与要求：
（1）了解、掌握虚拟数字示波器应具备的基本仪器功能； （2）掌握通过LabVIEW实现虚拟数字示波器前面板的设 计与构建。 具体要求：结合实际数字示波器的仪器功能和控制面 板设计，完成由LabVIEW构建的虚拟数字示波器的较完整 的前面板设计；并通过部分程序框图的编写，能够实现对 虚拟信号波形进行显示的基本功能。 预习提示：《虚拟仪器技术》教材P217——223。
PCI 总线
声卡工作原理图
2、 声卡数据采集系统的硬件结构构成
波形显示 待采集 信号 传感器 信号 预处理 声卡 PC 机 输入 缓冲区 信号 处理 数字存储
3、 LabVIEW中与声卡有关的函数节点
Programming/Graphics&Sound/Sound
【声音】子选板
声音【输入】子选板
Compound Arithmetic
（P219：图8.19）
（2）波形显示模块: 显 示 幅 度 调 节 显 示 周 期 调 节
垂直灵敏度控制的旋 应该为： 转按钮和程序框图 5mV/div
应该为： 时基控制的旋转 Property 250us/div 按钮和程序框图 Node
属性节点
（3）参数测量模块: 特征参数提取模块
Array Size
Or Not
（P219：图8.16）
外部触发程序框图：
Array Subset
数据采集模块子程序 （调驱动程序模块）
Slope子程序
（P219：图8.18）
Slope子VI的程序框图： 作用：根据触发电平 的大小与触 发极性进行触发
In Range and Coerce
Array Size
预习提示：《虚拟仪器技术》教材P223——227。
随着DSP技术走向成熟，PC机声卡本身就成为一 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、软件特别是驱动程序升级方便。 利用声卡作为数据采集设备，可以组成一个低成 本高性能的数据采集与分析系统。它适合采集音 频 域 的 信 号 ， 即 输 入 信 号 频 率 必 须 处 于 20~ 20000Hz 的音频范围内。
数据分析模块
关键程序模块：应用 程序通过采集卡的驱 动程序获得测试数据。
（1）触发控制程序编写 Case条件结构
内部触发程序框图: 数组子集
Array Subset
极性控制子程序：上升沿 触发/下降沿触发。 （P219：图8.15）
极性控制子VI程序框图 :
Index Array
Index Array
虚拟示波器的前面板设计
2、 虚拟数字示波器的硬件构成：
输 入 信 号
信 号 调 理
A/D 转 换
缓 冲 器
驱 动 程 序
虚拟示 波器应 用软件
DAQ
计算机系统
3、 虚拟数字示波器软件构成模块
触发控制 波形显示 幅值测量 通道控制 数据采集 数据处理
特征参数提取模块
频率测量
通道选择；输入、输出功能设定 时基控制 控制每一通道扫描次数(取样数) 数据存储 频谱分析
1、声卡的工作原理
从测控的角度来看，声卡是一个具有双通道模数转换 （ADC）和双通道数模转换（DAC）的信号采集和输出 设备。它在音频范围内具有平滑的频率响应，采样频率 通常为44.1kHz和48kHz，最大可达192kHz，
数字输入 MIC In Line In DSP A/D D/A 功放 数字输出 Line Out Specker Out4、 声音信号的采集与存储
前面板
程序框图
峰峰值测量 的程序框图
2D Index Array 2D Index Array
频率测量 程序框图
应该为：2
（4）输入耦合方式选择与原理:
实验二: 基于声卡的数据采集系统设计与调试
实验目的与要求：
（1）学习、掌握利用PC机配置的声卡（及其驱动）， 联合LabVIEW上位机应用软件平台，设计声音信号的 采集分析系统； （2）掌握基于声卡的数据采集系统的软、硬件构成； 设计出人机交互性友好的前面板； （3）完成一次声音信号的拾取、采集、波形显示。