基于labview的声音信号采集处理系统学位论文
基于Labview的声卡数据采集与处理系统设计
view 软件设计声卡数据采集与处理系统，并详细介绍该系统软、硬件设计情况。在此基础上，利用
吉他多音色测试实验进行验证，测试结果表明，处在标准信号 3%的误差范围之内，检测准确度最
高为 93.76%，系统具备较高的稳定性及准确度。通过多次测试发现，误差处在 3~5%范围内，测试
准 确 度 处 于 最 高 状 态 。 表 明 本 文 所 设 计 的 系 统 能 及 时 获 取 声 音 信 号 检 测 结 果 ，满 足 语 音 识 别 、噪
技术的不断发展，LabVIEW 图形编程技术得到广泛 作 灵 活 的 数 据 采 集 与 处 理 系 统 尤 为 重 要 。 本 文 以
使 用 。 LabVIEW 是 由 NI 公 司 研 发 的 虚 拟 仪 器 平 台 LabVIEW 软件为研究对象，设计一款声卡数据采集
软件平台，是运用图表替代文本创建应用程序的图 与分析系统，该系统可顺利实现声卡数据采集与处
HU Cheng⁃juan （Shaanxi Xueqian Normal University，Network and Information Center，Xi’an 710061，China）
Abstract: According to the requirements of audio signal acquisition and analysis in various fields，based on the principle of sound card，this paper puts forward the data acquisition and processing system of sound card based on LabVIEW software，and introduces the hardware and software design of the system in detail. On this basis，using the guitar Multi-timbral test to verify，the test results show that within the error range of the standard signal 3 % ，the detection accuracy is up to 93.76 % ，the system has high stability and accuracy. Through many tests，it is found that the error is in the range of 3~5 % ，and the test accuracy is in the highest state. It shows that the system designed in this paper can get the results of sound signal detection in time，and meet the requirements of speech recognition and noise detection. Key words: LabVIEW；sound card hardware design；data acquisition and processing system
基于LabVIEW和声卡的音频信号采集与分析系统设计
基于LabVIEW和声卡的音频信号采集与分析系统设计张岩文【摘要】Compared with the data acquisition card,the sound card has the following merits：low-price,easy-developing and flexible-system.In this paper,the design technology of hard—ware and software has been introduced in detail,including the background,the structure.On this base,the sound card and LabVIEW has been used to develop the audio signa1 acquisition and analysis system,which can be used to acquire and analyze the audio signa1.The system has better interface which can be maintained easily.In order to meet the need,the function of the system can be modified.It has been indicated in the application that the system has great sense in teaching and experiment.%详细介绍了系统的开发背景,软件结构和特点,系统地分析了数据采集硬件和软件设计技术,在此基础上以声卡为数据采集卡,以LabVIEW为开发平台设计了音频信号采集与分析系统。
这种系统具有界面友好,维护简单等优点。
系统不但可以实现对音频信号进行采集,还可以对采集的信号进行分析和保存。
基于虚拟仪器技术的音频信号采集与处理
基于虚拟仪器技术的音频信号采集与处理全晓莉;周南权;佘丽【摘要】以LabVIEW为软件开发平台,使用计算机声卡作为硬件平台,设计开发了一种低成本高性能的音频信号采集分析系统.该系统具有对音频信号的采集、实时动态显示、分析处理、存储和播放等功能.实际应用表明,该系统不仅精度高、稳定、性能可靠、易操作,而且也能够实现声卡设计频率范围内的一般数据采集.基于声卡的,尤其是声卡与虚拟仪器相结合的信号采集技术在工程测试测量以及教学实践领域中具有广阔的应用前景.%An audio signal acquisition and analysis system with low-cost and high performance was developed, taking Lab-VIEW as the software development platform and the computer sound card as hardware platform. This system is capable of audio signal acquisition,real-time dynamic display,analysis processing,storage and display of audio signal. Practical application shows that this system has the advantages such as high-precision, stability, reliable performance and being easy-operated, and it can achieve common data-acquisition within the designed frequency range of the sound card. The signal acquisition technology based on the sound card, especially the technology combining with virtual instruments has broad prospects in the field of engineering test measurement and teaching practice.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2012(000)007【总页数】3页(P32-34)【关键词】声卡;音频信号;数据采集;虚拟仪器【作者】全晓莉;周南权;佘丽【作者单位】重庆理工大学电子信息与自动化学院,重庆400054;重庆航天职业技术学院电子工程系,重庆400021;重庆理工大学电子信息与自动化学院,重庆400054【正文语种】中文【中图分类】TN911.60 引言虚拟仪器是利用计算机的硬件资源、标准数字电路、以及计算机软件资源经过由针对新高端开发测试，使之成为一套相当于使用者自己专门设计的传统仪器［1］。
基于Labview的声音信息采集与处理
实验四基于LabVIEW的声音数据采集一、背景知识在虚拟仪器系统中，信号的输入环节普通采用数据采集卡实现。
商用的数据采集卡具有完整的数据采集电路和计算机借口电路，但普通比较昂贵，计算机自带声卡是一个优秀的数据采集系统，它具有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、通用性强，软件特殊是驱动程序升级方便。
如被测对象的频率在音频X围内，同时对采样频率要求不是太高, 则可考虑利用声卡构建一个数据采集系统。
1.从数据采集的角度看声卡1.1声卡的作用从数据采集的角度来看，声卡是一种音频X围内的数据采集卡，是计算机与外部的摹拟量环境联系的重要途径。
声卡的主要功能包括录制与播放、编辑和处理、MIDI接口三个部份。
1.2声卡的硬件结构图1是一个声卡的硬件结构示意图。
普通声卡有4~5个对外接口。
图1声卡的硬件结构示意图声卡普通有Line In和Mic In两个信号输入，其中Line In为双通道输入, Mic In仅作为单通道输入。
后者可以接入较弱信号，幅值大约为0.02~0.2V o 声音传感器〔采用通用的麦克风〕信号可通过这个插孔连接到声卡。
若由Mic In 输入，由于有前置放大器，容易引入噪声且会导致信号过负荷，故推荐使用Line In，其噪声干扰小且动态特性良好，可接入幅值约不超过1.5V的信号。
此外，输出接口有2个，分别是Wave Out和SPK Out。
Wave Out （或者Line Out〕给出的信号没有经过放大，需要外接功率放大器，例如可以接到有源音箱；SPKOut给出的信号是通过功率放大的信号，可以直接接到喇叭上。
这些接口可以用来作为双通道信号发生器的输出。
1.3声卡的工作原理声音的本质是一种波，表现为振幅、频率、相位等物理量的连续性变化。
声卡作为语音信号与计算机的通用接口，其主要功能就是将所获取的摹拟音频信号转换为数字信号，经过DSP音效芯片的处理，将该数字信号转换为模拟信号输出。
基于LabView的语音信号分析系统
学号：***********毕业设计(论文)题目: 基于LabVIEW的语音信号分析系统的设计作者贾邦稳届别2015 届院别信息与通信工程学院专业电子信息工程指导教师彭仕玉职称副教授完成时间2015 年 5 月摘要虚拟仪器与传统仪器相比，实现了仪器的智能化、模块化、多样化等功能，体现出多功能、低成本等操作优点，应用前景广阔。
随着计算机的出现及计算机技术的快速发展，语音信号处理技术更是得到了飞速发展，得到了广泛的应用，如语音合成技术、语音压缩编码和语音识别技术。
本设计利用虚拟仪器软件平台LabVIEW 设计了一个语音信号分析系统。
先介绍了四种采集语音信号的方法，并选择采用录音机录制的方法采集语音信号，然后设计基于LabVIEW的时域信号的FFT分析模块，接着设计截止频率为3000Hz的Butterworth低通滤波器对语音信号进行滤波去噪，最后根据以上设计进行语音信号的时频分析、特性分析等。
关键词：虚拟仪器；LabVIEW；语音信号；时频分析；数字滤波器AbstractCompared with traditional instruments, virtual instruments achieve the intelligent, modularity, diversity and other functions of the instrument, and reflect the operating advantages, such as multi-purpose, low cost, etc. So it has broad application prospect. With the advent of computers and the rapid development of computer technology, speech signal processing technology has been develop rapidly, and used widely, such as speech synthesis technology, speech coding and speech recognition technology.This design projects a speech signal analysis system based on the virtual instrument software platform LabVIEW. The first step is to introduce the methods of four kinds of voice signal acquisition, and select the method of recording voice signal by recorder . The second step is to design FFT analysis of time-domain signals which based on LabVIEW. Then design Butterworth low pass filter to realize the filtration of speech signals which cutoff frequency is 3000hz. Finally it is to achieve time-frequency analysis and characteristic analysis according to the the above designs.Key words：Virtual instruments；LabVIEW；Speech signal；time-frequency analysis；digital filter.目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 虚拟仪器概述 (1)1.2 语音信号处理的发展及应用 (2)1.3 本课题研究任务及章节安排 (4)第2章系统设计方案 (5)2.1系统基本概述 (5)2.2系统总体实现 (5)2.3系统框图 (7)第3章语音信号的采集 (8)3.1 语音信号的采集方法 (8)3.2 声卡的相关介绍及参数设置 (10)3.2.1 LabVIEW中的相关声卡函数 (10)3.2.2声卡的参数及设置 (11)3.3 读取历史语音信号的设计 (14)第4章基于LabVIEW的语音信号分析的实现 (15)4.1语音信号的时域分析 (15)4.1.1语音信号的预处理 (15)4.1.2语音信号的短时能量和短时平均幅度函数 (17)4.1.3语音信号的短时自相关函数和短时平均幅度差函数 (18)4.2语音信号的频域分析 (18)4.3滤波器的设计及滤波实现 (20)4.4语音信号的综合实现 (23)4.4.1语音分析系统的整体设计 (23)4.4.2语音信号的时频分析 (24)第5章总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)第1章绪论1.1 虚拟仪器概述1986年美国NI公司最先提出“虚拟仪器”。
基于LabVIEW的音频信号数据采集和频谱分析
毕业设计（论文）基于LabVIEW的音频信号数据采集和频谱分析系别自动化工程系专业名称测控技术与仪器班级学号学生姓名指导教师XXXX年6月10日基于LabVIEW的音频信号数据采集和频谱分析摘要虚拟仪器是20世纪80年代兴起的一项新技术，是现代仪器仪表发展的重要方向，在建模仿真、设计规划和教育训练等方面都有应用。
目前NI公司所提供数据采集设备性能好，但是价格昂贵，构建信号分析系统成本偏高。
计算机声卡具备数据传输和A/D转换功能，作为数据采集卡具有价格低廉、开发容易和系统灵活等优点。
基于上述分析，本文用计算机声卡代替普通采集卡作为硬件，在LabVIEW平台上设计了一个信号分析系统，并在信号分析实验中进行了应用。
主要贡献为下述几点: l)提出了采用声卡作为数据采集设备构建虚拟音频信号分析系统并应用于实验教学的设想。
通过高校实验室现状的调研和对声卡性能的分析，分析了由声卡组建可以用于实验教学的信号分析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。
分析、解决了设计及实现过程中出现的问题。
关键词：LabVIEW，声卡数据采集，信号分析A Signal Analysis System Based on LabVIEWAuthor：Du WenjuanTutor：XXAbstractVirtual instrument technology is a new technology, and it is an important direction in modern instrumentation development. Virtual instruments are often used in modeling and simulation, design and planning, education and training. The acquisition equipment from NI has a good performance, but constructing signals analysis system will cause high cost.Sound card with data transmission and A/D converter functions as a DAQ card has low-price, easy-developing and flexible-system such virtues. Based on the above analysis, taking the computer sound card instead of DAQ card as hardware, designs the system based on LabVIEW, and implements it in the signal analysis experiments. The main contents are listed as follows:l)An envisage for using sound card as a virtual audio data acquisition equipment to construct the signals analysis system and implements it in the experiments is put forward. The necessity and feasibility by the sound card system to set up signals analysis system based on research of teaching program of experiments in the number of traditional college is analyzed.2)Audio signal acquisition and analyze system is constructed based on LabVIEW, it has functions of virtual signal acquisition, analysis, waveform display, storage and transfer of data files to meet the needs of the experimental teaching.Key Words：LabVIEW, Sound card data acquisition, Signals Analysis目录1 绪论 (1)1.1 课题开发背景和发展现状 (1)1.2 研究的意义 (2)2 虚拟仪器、声卡及数据采集理论 (3)2.1 虚拟仪器介绍 (3)2.1.1虚拟仪器的特点 (3)2.1.2虚拟仪器的组成 (4)2.1.3 虚拟仪器与传统仪器的比较 (4)2.2 LabVIEW简介 (6)2.2.1 LabVIEW程序的基本构成 (6)2.2.2 LabVIEW的应用 (7)2.3声卡 (7)2.3.1声卡的基本功能 (8)2.3.2声卡的工作原理 (8)2.3.3声卡的性能指标 (9)2.4 信号分析理论 (10)2.4.1 数据采集理论基础 (10)2.4.2快速傅立叶变换（FFT） (12)2.4.3 谐波分析理论 (14)3 信号分析系统解决方案 (18)3.1声卡作为数据采集卡的可行性分析 (18)3.2信号分析系统设计方案比较 (19)3.3 系统模块划分 (20)4 信号处理程序设计 (22)4.1 系统欢迎界面的设计 (22)4.2系统主页面的设计 (23)4.3实时采集信号模块的设计 (25)4.4 历史重载信号模块的设计 (26)4.5信号采集和处理模块 (26)4.5.1音频信号的采集 (26)4.5.2音频信号的分析 (28)4.6辅助模块 (29)4.7帮助模块 (29)4.8程序的运行与调试 (30)4.8.1运行VI (30)4.8.2调试VI (30)5 实验结果 (32)总结和展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (38)附录A (38)附录B (40)1 绪论本文旨在运用虚拟仪器开发软件LabVIEW8.5，设计开发基于声卡的音频信号数据采集和频谱分析系统，使其具有通过普通声卡进行声音数据的采集、分析、显示以及存储的功能。
基于LabVIEW的声音信号采集分析系统
基于LabVIEW的声音信号采集分析系统作者：冀胡东金涛来源：《软件导刊》2018年第01期摘要：声音信号在工业生产和日常生活中非常常见，稳定性和实时性好，声音信号的检测与处理对工业、军事等领域具有重要意义。
因此，设计了一套声音信号采集与分析系统，以图形化编程语言LabVIEW作为软件设计平台，使用PC机携带的声卡为硬件，构建的系统能够完成声音信号的采集、存储以及调用历史数据等功能。
根据检测到的声音进行信号滤波前后的时域和频域分析，对比效果明显。
实践证明，该系统稳定可靠、性价比高，使用简单且易操作，能够满足声音信号的采集和分析要求。
关键词：LabVIEW；声卡；声音采集分析DOIDOI：10.11907/rjdk.172231中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2018）001-0162-03Abstract：Sound signals are very common in industrial production and daily life. The stability and real-time performance are great. The detection and treatment of sound signals are significant to industrial and military fields. Therefore， a system called sound signal acquisition and analysis is designed. The graphical programming language LabVIEW is used as the software design platform. The sound card is used as the hardware. The system can realize the acquisition， storage and playback of historical data. According to the detected sound of the signal before，the time-frequency comparison and analysis is finished and the effect is obvious. Practice has proved that the system is stable， reliable， cheap， easy to use，operate and can meet the sound signal acquisition and analysis requirements.Key Words：LabVIEW； sound card； sound collection and analysis0引言由于声音信号实时、准确、稳定，且在各种信号领域比较常见，所以对现场声音信号的检测具有独特优势[1]。
基于LabVIEW的声卡数据采集系统设计毕业设计(论文)
毕业设计(论文)题目：基于LabVIEW的声卡数据采集系统设计系别：物理与机电工程系毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室（或答辩小组）及教学系意见目录摘要 (4)第一章引言 (6)1.1数据采集系统概述 (6)1.1.1 数据采集系统的应用 (6)1.1.2 现行通用数据采集系统的构成 (6)1.1.1.1. 传感器 (7)1.1.1.2. 模拟多路开关 (7)1.1.1.3. 程控放大器 (7)1.1.1.4. 采样/保持器 (7)1.1.1.5. A/D转换器 (8)1.1.1.6. 计算机 (8)1.2虚拟仪器技术概述 (8)1.2.1 虚拟仪器的概念 (8)1.2.2 虚拟仪器的特点 (8)1.2.3 虚拟仪器和传统仪器的比较 (9)1.2.4 虚拟仪器测试系统的组成 (10)1.2.5 虚拟仪器的软件结构 (11)1.3虚拟仪器的开发软件 (11)1.3.1 虚拟仪器的开发语言 (12)1.3.2 图形化虚拟仪器开发平台——LabVIEW (12)1.3.3 基于LabVIEW平台的虚拟仪器程序设计 (12)1.4数据采集卡 (13)1.4.1 数据采集卡的主要性能指标 (13)1.4.2 数据采集卡(DAQ卡)的组成 (14)1.4.3 数据采集卡的现状 (14)第二章声卡数据采集系统的结构 (15)2.1声卡数据采集系统的结构 (15)2.1.1 采集系统的硬件结构 (15)2.1.2 采集系统的软件 (15)2.2PC机 (16)2.3声卡 (16)2.3.1 DSP处理芯片 (16)2.3.2 功率放大芯片 (16)2.3.3 总线连接端口 (17)2.3.4 输入输出端口 (17)2.4声卡数据采集的特点 (17)2.5声卡的选择 (17)2.6声卡数据采集系统的设计软件——L AB V IEW (18)第三章面向声卡的信号调理电路 (19)3.1通用数据采集系统信号调理 (19)3.2面向声卡数据采集系统的信号调理 (20)第四章基于LABVIEW的声卡数据采集系统的编程 (23)4.1声音初始化模块 (23)4.1.1 Sound format (24)4.1.2 Si Config (25)4.1.3 Case 函数 (25)4.2数据读取模块 (26)4.3数据处理模块 (26)4.4实际信号分析 (27)结论 (31)致谢语 (32)参考文献 (33)基于LabVIEW的声卡数据采集系统设计高凡三明学院06级电子信息工程福建三明 365004摘要：本课题在LabVIEW的开发环境中,描述了基于LabView的PC机声卡数据采集系统,采用计算机声卡作为替代普通数据采集卡的信号记录仪器,从而实现对外部多种信号的数据采集、模数/数模处理和输出，并对系统的结构、原理进行了说明。
labview声音采集系统
labview声音采集系统————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2虚拟仪器技术姓名：史昌波学号：2131391 指导教师：孙来军院系（部所)：电子工程学院专业：控制工程目录1、前言 (5)2、声卡的硬件结构和特性 (5)2．1声卡的作用和特点 (5)2．2声卡的构造 (7)3、LABVIEW中与声卡相关的函数节点 (8)4、LABVIEW程序设计 (9)4．1程序原理 (9)4．2程序结构 (9)4．3结果分析 (11)5、结束语 (12)6、参考文献 (12)基于声卡的数据采集与分析1、前言虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。
在虚拟仪器系统中，硬件解决信号的输入和输出,软件可以方便地修改仪器系统的功能，以适应不同使用者的需要.其中硬件的核心是数据采集卡。
目前市售的数据采集卡价格与性能基本成正比，一般比较昂贵1。
随着DSP（数字信号处理)技术走向成熟,计算机声卡可以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,驱动程序升级方便，在实验室中，如果测量对象的频率在音频范围，而且对指标没有太高的要求，就可以考虑使用声卡取代常规的DAQ 设备.而且LABVIEW中提供了专门用于声卡操作的函数节点，所以用声卡搭建数据采集系统是非常方便的2。
2、声卡的硬件结构和特性2．1声卡的作用和特点声卡的主要功能就是经过DSP（数字信号处理)音效芯片的处理，进行模拟音频信号的与数字信号的转换,在实际中，除了音频信号以外，很多信号都在音频范围内，比如机械量信号，某些载波信号等，当我们对这些信号进行采集时，使用声卡作为采集卡是一种很好的解决方案。
声卡的功能主要是录制与播放,编辑与合成处理，MIDI 接口三个部分3.（1）录制与播放通过声卡，人们可以将来自话筒等外部音源的声音录入计算机,并转换成数字文件存储到计算机中进行编辑等操作，人们也可以将这些数字文件转换成声音信号，通过计算机扬声器播放。
基于labview的声音信号观察和处理
图 2.4 “呼呼塞拉”频率分布图
图 2.4 所示的是 2010 年南非世界杯上的典型噪音“呼呼塞拉”的频率分布。从图中可 以看出，该声音实际是由多个频率的信号叠加而成。将图中前 5 个峰所对应的频率 f 对峰序 数 n 作 n~f 直线拟合，如图 2.5 所示。
图 2.5 n~f 直线拟合图
直线的线性相关系数 R2 = 0.9998，直线方程为 f / Hz 232.8n 0.4 亦即两个相邻峰所对应的频率间隔约为 233Hz。由于纵截距非常小，可以认为“呼呼塞拉” 峰值频率出现在
3 实验结论
利用 LabVIEW 编写的“观察和处理声音信号”程序可以很好的观测任意时刻音频信号 的强度和频率分布，进而对音频信号进行分析处理，发现其中规律并加以利用。利用滤波功 能可以去除声音信号中的噪音信号， 或者将不同频率分布的声音信号加以分离； 但是该种滤 波方法需要一定的条件： 待分离信号和保留信号的频率分布间隔比较大， 或者待分离信号的 频率分布比较窄。事实上本程序不仅仅对声波有效，对于光波、电流信号等各种可以接收的
f (243n)Hz (n 1,2,3 )
这与测量结果还是比较一致的。一般情况下，将 n = 1 的频率称为基波频率；将 n > 1 的频 率称为谐波频率。于是“呼呼塞拉”某一时刻的声音强度满足傅里叶展开的形式 1 F (t ) a0 [an cos(nt ) bn sin(nt )] 2 n 1 其中，ω = 2πf = 1.46× 103s-1，an、bn 可以通过实验测定。 需要说明的是，从图 2.4 中可以看出，声音信号在峰频率处并非很好的线形，而是有一 个展宽。这可能是因为不同的“呜呜塞拉”规格（即管长 L）不同，所对应的驻波频率也就 有所不同。管长 L 不同导致的峰频率展宽可以用下式来表示： 1 1 1 1 L f nv( ) nv 2 (n 1, 2,3 ) 2 Lmin Lmax 2 L L2 其中，Δf 表示峰频率展宽；v 表示空气中的声速；Lmax、Lmin 分别表示最大和最小管长；ΔL = Lmax－Lmin 为管长间隔；L 为信号强度最大所在频率对应的管长，或者平均管长。从上式可 以看出，随着峰序数的增加，峰频率展宽会加大；这与图 2.4 基本是一致的。 2.2.2 滤波信号的分析 滤波事实上是利用 LabVIEW 的“滤波器”函数将相应频率的信号去除或保留，可以用 于信号分离和降噪。图 2.6 左显示的是一段声音信号在某一时刻的频率分布。该段声音信号
基于Labview的声卡信号采集及其分析系统设计
欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息E I C Vo l .16 2009 No.4 39 2 系统软件设计本系统软件在M icr os oft V isual C ++6.0环境下编写,包括用户操作界面、实时显示检测模块,数据通信模块,数据管理模块。
用户操作界面主要是为技术人员提供友好的人机接口,将经过处理的数据以直观的人性化的方式实时显示在屏幕上,并在重要数据进行监控,当其超过安全限值时在屏幕上显示报警状态;数据通信模块负责本地机与前端设备及后台机之间的通信任务;数据管理模块负责为技术人员提供历史数据,其中数据通信模块是整个系统的核心,软件流程图如图2所示。
图2 软件流程图3 网络传输与多线程机制本系统采用TCP /I P 参考模型,通信的两个进程间相互作用的主要模式为C /S 模式。
在通信过程中前台机不但要对采集到的数据做实时处理并上传给后台机,还要及时将后台机发送的数据及时的传回给前方设备,由于对实时性要求比较高,而且收发的数据量比较大,如果出了故障,很容易造成整个系统瘫痪。
因此保证各种任务同时进行并且互不影响是本软件设计的关键。
多线程技术能够实现在操作系统中的一个进程里执行多个线程,因此采用多线程技术既可以避免阻塞,减少运行过程与用户界面的相互影响加快系统速度,又可以提高执行效率。
4 数据库分层结构本系统利用ACCESS 关系型数据库和ADO 技术储存数据,在设计过程中采用了多层结构的设计方法,用以降低各模块之间的耦合,提高模块之间的内聚,如图3所示。
图3 模块划分图5 结束语经验证,本系统扩展性强,灵活度高,满足实时性、准确性、可靠性的要求,在实际应用中能够充分发挥各个模块之间的功能。
□参考文献[1]H.Sant os ,P .Reid,J.Jones,J.McCsakill .Devel poing the M i 2cr o 2Flux Contr ol Method 2Part1:System Devel opment,Field Test Preparati on,and Results SPE /I A DC 97025[2]高岩,胡湘炯.钻井工程系统仿真技术[J ].石油钻探技术,1994,22(2):16-18.[3]袁其骥,孙彪,张昌元,杨映炜.S W P I -1钻井工程培训模拟器主要数学模型及主控程序设计[J ];西南石油学院学报,1997,19(4)[4]明日科技,宋坤等编著.V isual C ++开发技术大全[M ].北京:人民邮电出版社,2007.3[5]David J.Kruglinski V isual C ++技术内幕[M ].潘爱民,王国印,译.北京:清华大学出版社,2001.[6]Ca mer on Hughes,Tracey Hughes 著C ++面向对象多线程编程[M ]北京:人民邮电出版社,2003.[7]崔莹,王华军,姚雪峰编著.V isual C ++数据库实用编程100例[M ].北京:中国铁道出版社,2007.作者简介:姜宇东(1985.01-),男,测试计量技术及仪器专业硕士研究生,研究方向:仪表自动化及计算机检测;胡泽,男,教授,主要研究方向:数字信号处理和神经网络等;祁芳芳,女,测试计量技术及仪器专业硕士研究生。
基于LabVIEW的音频数据采集系统设计毕业设计
毕业设计基于LabVIEW的音频数据采集系统设计学生姓名：张晓明学号：112039109系部：自动化专业：自动化指导教师：刘某人(副教授)2015年6月诚信申明本人郑重申明：所呈交的毕业论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本人签名：年月日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：基于LabVIEW的音频数据采集系统设计系部：自动化系专业：自动化学号： 102039109 学生：程海潇指导教师（职称）：刘某人（副教授）1．课题意义及目标基于LabVIEW的数据采集系统由于其模块小、测试精度高、数据分析处理能力强等优点而被广泛应用于各种测试和自动化领域。
学生应通过此次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，**********************。
2．主要任务（1）用普通的计算机声卡代替商用数据采集卡，开发基于PC机声卡的虚拟仪器。
程序需通过声卡采集麦克风接口的信号，在LabVIEW软件上实时显示波形。
（2）对采样的信号进行分析和处理，包括幅值谱、相位谱、功率谱等。
（3）*******************。
3．主要参考资料[1] 李培玉，王江峰，刘果等.PL2303在手持设备中的应用[J].电子技术，2006(5)：51-54．[2] 戴鹏飞.测试工程与LabVIEW应用[M].北京：电子工业出版社，2006：52- 55.[3] 张鲁华.基于LabVIEW和PC机声卡的虚拟振动测试系统[J].计算机与现代化，2007(09)：30-31.4．进度安排审核人：年月基于LabVIEW的音频数据采集系统设计摘要针对传统测试系统所需仪器繁多、资金投入大、功能单一、灵活性较差的弱点，本文利用声卡DSP技术和LabVIEW技术，采用了一种基于声卡的数据采集与分析的廉价方案，具有实现简单、通用性强、扩展性好、界面友好、性能稳定可靠等诸多优点，在LabVIEW中实现了音频信号的采集分析及数据存盘重载，并结合应用实例验证了该系统的可行性及有效性。
基于LabVIEW的音视频采集与分析系统设计
图１ 实现效果图２ 工作原理
图３ 音视频核心后面板
２ 视频采集与分析系统
2.1 视频采集与存储
视频信号是最直观的表现形式，用户可以准确地提取有用信息。
LabVIEW在视频信号的采集与分析方面具有强大的功能，视觉与运动工具包是视觉图像处理的专业模块，种是LabVIEW自带的Web发布工具，另一种是第三方软件TeamViewer。
Web发布工具是将VI保存至磁盘，以网页的形式上传到网上，在局域网内通过URL访问，此方式适用于PC端查看和控制，如图4(a)所示。
上班族在路上可通过TeamViewer软件在移动端访问，此方式不仅可在接收到报警时使用，另外，当不确定房门是否关闭时，只需手机与计算机
(a)PC端查看界面
(b)手机端远程查看界面图４ 实时查看界面
参考文献
张荣富,郁浩,等.基于LabVIEW的声音数电子测量技术,2016,39(2):94-98.
刘毓,马贺洲.基于LabVIEW的声卡数据采析系统设计[J].仪器仪表用户,2009(4):39-41.
[4]刘鑫,金暄宏.基于LabVIEW的语音信号处理软件导刊,2017,16(8):135-137.
[5]聂影,冯向军,廖瑛,等.基于LabVIEW。
(完整版)基于Labview的声音信息采集与处理
实验四基于LabVIEW的声音数据采集一、背景知识在虚拟仪器系统中，信号的输入环节一般采用数据采集卡实现。
商用的数据采集卡具有完整的数据采集电路和计算机借口电路，但一般比较昂贵，计算机自带声卡是一个优秀的数据采集系统，它具有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、通用性强，软件特别是驱动程序升级方便。
如被测对象的频率在音频范围内，同时对采样频率要求不是太高，则可考虑利用声卡构建一个数据采集系统。
1.从数据采集的角度看声卡1.1声卡的作用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。
声卡的主要功能包括录制与播放、编辑和处理、MIDI接口三个部分。
1.2声卡的硬件结构图1是一个声卡的硬件结构示意图。
一般声卡有4~5个对外接口。
图1 声卡的硬件结构示意图声卡一般有Line In 和Mic In 两个信号输入，其中Line In为双通道输入，Mic In仅作为单通道输入。
后者可以接入较弱信号，幅值大约为0.02~0.2V。
声音传感器（采用通用的麦克风）信号可通过这个插孔连接到声卡。
若由Mic In 输入，由于有前置放大器，容易引入噪声且会导致信号过负荷，故推荐使用Line In ，其噪声干扰小且动态特性良好，可接入幅值约不超过1.5V的信号。
另外，输出接口有2个，分别是Wave Out和SPK Out。
Wave Out（或LineOut）给出的信号没有经过放大，需要外接功率放大器，例如可以接到有源音箱；SPK Out给出的信号是通过功率放大的信号，可以直接接到喇叭上。
这些接口可以用来作为双通道信号发生器的输出。
1.3声卡的工作原理声音的本质是一种波，表现为振幅、频率、相位等物理量的连续性变化。
声卡作为语音信号与计算机的通用接口，其主要功能就是将所获取的模拟音频信号转换为数字信号，经过DSP音效芯片的处理，将该数字信号转换为模拟信号输出。
利用LabVIEW进行声纳信号处理和分析
利用LabVIEW进行声纳信号处理和分析LabVIEW是一款强大的图形化开发环境，广泛应用于声纳信号处理和分析。
声纳技术是一种利用声波进行远程探测和通信的技术，具有广泛的应用场景，在军事、海洋、水下勘探等领域发挥着重要作用。
本文将介绍如何利用LabVIEW进行声纳信号处理和分析，并展示其在声纳领域的应用。
一、LabVIEW简介LabVIEW是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程语言和开发环境。
其图形化的编程界面使得用户可以通过拖拽和连接图标来构建程序，无需编写复杂的代码。
LabVIEW广泛应用于各个领域，包括生物医学、机械控制、自动化测试等。
二、声纳信号处理基础声纳信号处理是指对声纳采集到的声音信号进行处理和分析，以获取目标的位置、形状、材料等信息。
常见的声纳信号处理技术包括滤波、降噪、目标检测等。
1. 滤波滤波是声纳信号处理中的一项基础技术。
通过选择合适的滤波器，可以去除信号中的噪声和干扰，提取出目标信号。
LabVIEW提供了丰富的滤波器模块，用户可以通过简单的拖拽和连接操作来构建滤波器。
2. 降噪在声纳信号处理中，降噪是一个重要的环节。
噪声会带来信号的失真和误判，影响目标的探测和识别。
LabVIEW提供了多种降噪算法，如小波降噪、自适应滤波等。
用户可以根据实际情况选择合适的降噪算法，并通过LabVIEW进行参数配置和信号处理。
3. 目标检测目标检测是声纳信号处理中的关键环节。
通过分析声纳信号中的特征，可以准确判断目标的位置和属性。
LabVIEW提供了强大的图像处理工具包，用户可以利用这些工具包进行目标检测和识别。
通过设置合适的阈值和特征提取算法，可以在声纳信号中提取出目标的信息。
三、LabVIEW在声纳信号处理中的应用LabVIEW在声纳信号处理和分析中具有广泛的应用。
下面将介绍几个典型的应用案例。
1. 声纳目标探测LabVIEW可以用于声纳目标的探测和识别。
基于LabVIEW的多通道语音信号采集系统
基于LabVIEW的多通道语音信号采集系统作者：段丽萍张宁潘峥嵘来源：《现代电子技术》2014年第02期摘要：基于麦克风阵列的时延估计声源定位方法是基于声音的相位信息的，所以保证声音的相位信息不失真，才能得到正确的声源定位结果。
为了实时、准确、以较高的精度同步采集声源信号，进行后续声源定位研究。
在此对LabVIEW驱动普通数据采集卡进行了研究，针对北京双诺公司生产的MP420数据采集卡，成功地实现了可供LabVIEW 直接调用的动态库的编制与调用，并结合LY⁃901LS拾音器开发出了一套性价比较高的数据采集系统。
实验表明，该系统操作简单，使用户更精确、方便地完成对语音数据的采集。
关键词： LabVIEW； MP420； LY⁃901LS拾音器；多路同步；语音信号采集中图分类号： TN919⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）02⁃0114⁃030 引言基于麦克风阵列的声源定位技术是指利用一组按一定几何结构摆放的多路麦克风拾取声音信号，通过对拾取的多路信号进行分析和处理，得到一个或多个声源的位置信息。
近年来，基于麦克风阵列的声源定位技术快速发展，在多媒体系统，移动机器人，视频会议系统等方面有广泛的应用。
该系统是通过对声源信号的处理分析来完成定位功能。
因此，采集外界语音数据成为麦克风阵列定位系统的关键环节。
所谓数据采集就是将要获取的信息通过传感器转换为电信号，并通过信号调理、采样、量化、编码和传输等步骤，最后送到计算机系统中进行处理、分析、存储和显示[1]，以进行后续的研究。
本文基于“硬件的软件化”思想[2]，在对信号分析、虚拟仪器技术和数据采集卡的实用性进行理论分析的基础上，利用虚拟仪器专用语言LabVIEW开发环境，采用数据采集卡和LabVIEW的多通道技术实现信号的数据采集、信号分析和信号存储等多种功能[3]。
1 数据采集系统硬件结构图1所示为基于麦克风阵列声源定位的系统。
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学号：14110712912毕业设计题目：基于LABVIEW的声音信号采集处理系统作者刘根届别2015学院物理与电子学院专业电子科学与技术指导老师周峰职称讲师完成时间2015.05摘要LABVIEW虚拟仪器结合了图形化编程方式的高性能与灵活性以及专为测试、测量与自动化控制应用设计的高端性能与配置功能。
并且为数据采集、仪器控制、测量分析与数据显示等各种应用提供必要的开发工具。
本文采用了一款图形化的编程工具LABVIEW，结合笔记本电脑自带的声卡，设计了一个基于LABVIEW的语音信号采集处理系统。
在该系统中，通过设置声卡函数、谱分析函数以及输入输出端口就可以得到信号的滤波、频谱和功率谱等参数，并对声卡采集到的波形信号进行实时显示，最后通过SineGen声音信号发生器对该系统进行实验测试。
关键词：语音信号；声卡；信号分析；数据采集AbstractLABVIEW virtual instrument is a combination of graphical programming method of high performance and flexibility, and specially designed for test, measurement and automation control application of high performance and the configuration function. And for the analysis of data acquisition, instrument control, measurement and data display a variety of applications such as provide the necessary development tools.This paper adopted a LABVIEW graphical programming tools, combined with the notebook computer with sound card, designed a speech signal collection and processing system based on LABVIEW. In the system, by setting the sound card function and spectrum analysis function and input/output port can be parameters such as signal filtering, spectrum and power spectrum, and the sound card to real-time display of waveform signal collected, finally through SineGen voice signal generator to test the system.Key words: speech signal; audio card; signal analysis; datacollection目录第一章绪论 (1)1.1声音信号采集处理系统的研究目的和意义 (1)1.2 声音信号采集处理系统的特点及应用 (1)1.3国内外对本课题的研究 (2)1.4本论文研究的主要内容 (2)第二章声音信号采集系统 (4)2.1 声音信号采集系统结构 (4)2.1.1声音信号采集系统总体框图 (4)2.1.2录音系统设计流程 (4)2.1.3声卡设置流程 (4)2.2声卡的介绍 (5)2.2.1声卡的基本知识 (5)2.2.2声卡的工作原理 (6)2.3 LABVIEW的介绍 (6)2.3.1LABVIEW的概述 (6)2.3.2 LABVIEW的组成 (7)第三章基于LABVIEW的采集系统程序设计方案 (8)3.1 LABVIEW程序结构图 (8)3.2 LABVIEW提供的关于声卡操作的函数 (8)3.3 LABVIEW程序模块组成 (9)3.3.1编写波形显示 (9)3.3.2文件自动存储 (11)3.3.3文件手动存储 (11)3.3.4信号回放与分析 (12)第四章实验结果测试与分析 (13)4.1 声音信号采集系统 (13)4.2 声音信号采集系统仿真结果 (13)4.3 系统测试与分析 (14)第五章总结与展望 (17)参考文献 (18)致谢 (19)第一章绪论1.1声音信号采集处理系统的研究目的和意义语音信号的处理是利用语音信号进行科学研究、工程应用的重要一环。
而对语音信号用怎样的方式进行处理则是本课题研究的的关键所在。
在LABVIEW编程软件的基础上，对语音信号进行采集、存储、分析。
LABVIEW（Laboratory Virtual Instrument English Workbench）是由NI（National Instrument）公司研发的一种工业标准的图形化程序开发环境，它是一种带有图形控制流结构的数据流模式（Data Flow Mode）。
LABVIEW提供了与传统仪器（如万用表、示波器）在外观上类似的控件，便于简单快速的创建交互界面（用户界面在LABVIEW中被称为前面板）。
使用连线和图标，通过图形化编程对用户界面上的对象进行控制。
这就是图形化源代码，又称G代码。
LABVIEW的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图代码。
LABVIEW大大简化了编程的复杂而繁琐的过程，被广大院校和各科研究机构实验室采用。
本系统采用虚拟仪器技术，利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量的应用。
通过灵活高效的软件创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能力能方便提供全方位的系统集成，与传统仪器相比具有性能高、拓展性强、开发时间少和无缝集成等优点。
并且在以虚拟的软件系统为平台的建设过程中，可以运用最普通计算机上的声卡对语音进行信号采集，不仅使方案的可行性变得简单易行，而且很大幅度地降低了方案实施的成本。
1.2 声音信号采集处理系统的特点及应用本课题所研究的语音信号的采集和分析系统是在PC技术的基础上进行开发，因此完全继承了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能卓越的处理器和文件I/O，使用户在数据高速导入软盘的同时就能实时地进行复杂的信号分析。
而而基于LABVIEW的信号采集和分析系统刚好是标准的数据采集和仪器控制软件，以其强大的数据采集，数据分析和仪器控制功能在测试、测量与自动化控制系统领域中应用广泛。
LABVIEW虚拟软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口，如数据采集、视觉、运动和分布式I/O等，用户只需将其和测量硬件进行连接，就可以方便的完成数据采集，数据存储等各种任务，从而可以方便快捷的创建一个交互式、用户自定义的系统控制界面，使语音信号的采集更加符合用户习惯。
1.3国内外对本课题的研究1、国外发展现状LABVIEW在国外被广泛应用于各种行业，包括汽车、半导体、航空航天。
交通运输、电信、生物医药等。
无论在哪个行业，工程师与科学家们都可以使用LABVIEW创建功能强大的采集、测试、测量与自动控制系统。
而作为一个重要研究方向的语音信号采集处理与分析领域，则经历了一段长时间的研究发展。
然而语音信号的采集与分析处理的快速发展可以说是从1940年前后potter等人的可见语音和声码器开始的。
到了20世纪60年代中期逐渐形成了一系列与数字信号处理相关的技术与方法，比如快速博里叶变换( FFT)，拉普拉斯变换，功率谱分析，数字滤波器等，都成为数字处理在语音信号方面的技术和理论基础。
特别是随着计算机技术的飞速发展，虚拟仪器依靠其强大的处理能力被广泛应用于各个领域。
2、国内发展现状计算机和仪器的密切结合是目前国内发展的一个重要方向。
粗略的说，这种结合有两种方式，一种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体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现了含嵌入式系统的仪器。
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。
目前我国一些加工工艺复杂，对制造水平要求较高的高档台式仪器如频谱分析仪、数字示波器、逻辑分析仪等还主要依靠国外的进口，并且这些仪器在生产突破上有困难。
工业界、学术界和研究实验室正在不断将一些先进的数字信号处理算法应用于虚拟仪器的设计，提供了传统台式仪器所不具备的功能，而且可以完全通过软件配置来实现集成各种功能的仪器设计。
因此，目前研制一种操作方便、结构简单、对生产技术要求不高、费用低的仪器是非常有必要的。
并且如何将先进的PC技术应用到仪器中以提高效率则成为测量、测控与自动化控制领域需要急需解决的问题。
1.4本论文研究的主要内容本文首先对声卡数据采集进行总体设置;由于笔记本电脑自带声卡条件有限，所以本次设计采用单通道的数据采集方式。
设计中主要掌握基于标准的图形化编程开发环境LABVIEW软件的使用;熟悉电脑声卡的使用，并进行各个虚拟示波器模块的设计;用图形化编程语言LABVIEW实现声卡的设置模块、采集模块、存储模块以及波形显示模块，其核心是数据采集程序的实现，最后对信号采集系统进行测试。
本章设计安排如下：1、介绍了从数据采集角度下对声卡的工作原理、设置的认识，如何在硬件和软件下实现要求。
2、基于声卡数据采集的总体设计方案。
主要介绍以下几个方面的内容:声卡与数据采集卡的选择，对软件开发环境和软件模块组成作出分析。
3、对LABVIEW图形化开发环境的介绍，包括LABVIEW的发展历程、简介和LABVIEW的VI程序组成。
4、通过Sine Gen软件模拟声音信号发生器信号进行系统测试实验。
包括信号测试系统的组成和实验数据记录与分析第二章声音信号采集系统2.1 声音信号采集系统结构2.1.1声音信号采集系统总体框图如图2.1所示，这是最基本的信号采集流程图，通过传感器获取外界声音信号并转成相应的电信号，这些信号一般比较弱，并且常常伴有较强的噪声，需要经过调理电路的滤波和放大，声卡将这些信号进行采样，变成数字信号后送入计算机进行显示和存储，并且可以对存储的文件进行回放和频谱分析，同时还可以通过声卡对外输出。
（对于前置的传感器和信号调理电路这里没有进行处理，采用的声卡就是普通PC上的声卡。
）声音信号信号调理数据采集卡数据处理虚拟仪器面板图2.1声音信号采集系统总体框图2.1.2录音系统设计流程（1）设置声卡的工作模式和参数，为声卡的正常工作做准备。