基于声卡的数据采集
LabView大作业基于声卡的LabVIEW数据采集与分析系统设计.docx
LabView大作业实验报告第7 次实验实验名称：基于声卡和LabView的虚拟仪器设计专业：姓名：学号：实验室: 实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：目录前言 (1)1.实验说明 (2)1.1设计原理1.2设计内容与要求1.3说明与注意事项2.软件设计 (5)2.1设计方案2.2程序框图2.3方案实现与前面板设计3.结果分析 (12)结束语 (15)参考文献 (16)附录（使用说明） (17)前言本文主要介绍了基于声卡和LabView的虚拟仪器设计这一实验的过程。
这次实验中主要包括了声卡、线路输入与保存、输入数据回放、信号分析处理以及对计算机内部产生信号的分析处理。
下面先对设计背景做简单介绍。
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。
随着DSP(数字信号处理)技术走向成熟，PC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。
同时一般声卡16位的A／D转换精度，比通常12位A／D 卡的精度高，对于许多工程测量和科学实验来说都是足够高的，其价格却比普通数据采集卡便宜得多。
本文主要分为三大部分，第一部分为实验说明，介绍这次实验的要求与内容。
第二部分为软件设计，介绍软件的设计原理，程序框图等。
最后是结果分析与结束语。
在此次设计过程中，得到了两位老师的指导，同时也感谢许多同学对我在实验过程中的帮助。
1.实验说明1.1设计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。
基于声卡的数据采集系统在电磁感应实验教学中的应用
基于声卡的数据采集系统在电磁感应实验教学中的应用摘要：声卡是一种常见且广泛使用的硬件设备，可以用于音频的录制和播放。
近年来，声卡在科学研究和教学中的应用越来越多。
本文介绍了一种基于声卡的数据采集系统在电磁感应实验教学中的应用。
该系统通过声卡采集电磁感应实验中产生的电流信号，并将其转化为数字信号进行处理和分析。
通过这种方式，学生可以更直观地观察和分析电磁感应现象，有助于加深对电磁感应原理的理解和应用。
关键词：声卡；数据采集系统；电磁感应；实验教学电磁感应是物理学中的重要内容，也是现代科学技术的基础。
在电磁感应实验教学中，传统的方法通常是使用安培计等测量仪器来测量电流的大小和方向。
然而，这些方法存在一定的局限性，如需要复杂的测量仪器、操作步骤繁琐等。
因此，为了提高电磁感应实验教学的效果，需要借助现代化的技术手段。
（图一）声卡作为一种常见的硬件设备，具有较高的采样率和精度，可以精确地记录音频信号（如图一）。
近年来，研究者开始将声卡应用于科学研究和教学中，取得了一些有趣的成果。
基于声卡的数据采集系统可以将电流信号转化为声音信号，并通过声卡进行采集和处理。
通过使用声卡进行数据采集，可以实时观察电磁感应实验中产生的电流信号，从而更深入地了解电磁感应现象。
一、数据实时显示和记录在电磁感应实验中，电流的变化是非常微妙且重要的观察对象之一。
而基于声卡的数据采集系统能够将电流转化为声音信号，并将其实时采集和记录。
这种方法不仅能够便捷地记录电流的变化，还可以通过软件对数据进行处理和分析。
与传统的测量仪器相比，基于声卡的数据采集系统具有一些显著的优点。
首先，该方法可以将电流转化为声音信号，让学生听到电磁感应实验中产生的电流信号，这样可以帮助学生更加直观地感受电流的变化。
其次，声卡具有高采样率和精度，可以精确地记录电流的变化，以及与其他参数（如磁场强度、导线长度等）进行关联系统进行数据的调节和优化。
第三，采集系统可以将采集到的数据经过滤波等处理方法进行分析，让学生得到更准确和实用的数据结果。
基于上位机内置式声卡的多通道数据采集装置及系统
基于上位机内置式声卡的多通道数据采集装置及系统马静【摘要】This thesis offers a kind of multiple channel data collection device and system based on the SBC. The device first converts input signals into frequency signals,and sound blaster audio card collects frequency signals and to the frequency signals collected is restored into input signals by software. By doing so, it resolves the problem which the SBC can’t collect low frequency signals or dc signals;meanwhile,a piece of MCU controls the AMUX,and this SBC sends poly identification signals to SBC,so the function of poly signals collection is achieved.%给出了一种基于声卡的多通道数据采集装置和系统。
该装置首先将输入信号转换成频率信号，由声卡采集频率信号，然后将采集到的频率信号用软件还原成输入信号，解决了声卡不能采集低频或直流信号的问题，同时利用一片单片机控制多路模拟开关，并由该单片机向声卡发出多路识别信号实现了多路信号采集功能。
【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P378-380)【关键词】电压频率转换;声卡;虚拟仪器;多通道;数据采集【作者】马静【作者单位】淮南联合大学机电系，安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】TP274计算机多通道数据采集系统在工业控制和测试仪器设备中是不可缺少的［1］。
基于声卡的数据采集器及其在物理教学中的应用
（１）显 示 屏 ： 用 于 显 示 声 卡 采 集 的 信 号 波 形 。 水
、
Ｌａ ＶＩ ｂ ＥＷ 简 介
平 方 向和 垂 直 方 向 上 各 有 １ 个 格 ， 每 个 格 又 分 ５个 ０
小 格 。 通 过 显 示 屏 下 方 的 滚 动 条 可 以 查 看 未 显 示 的 波 形 。 （ ２） 采 集 数 据 按 钮 ： 按 下 此 按 钮 ， 可 退 出 数 据 采 集 系统 。
Ｈ 丁丁户 ：／ｗ ｗ ｗ ． Ｔ ＥＤ Ｕ ． Ｒ Ｇ ． Ｎ ／ Ｉ 口 ｃ
应 用 实 践
（ ８） 时 间 分 度 旋 钮 ： 可 以 选 择 显 示 屏 中 时 间 轴 上 每 格 所代 表 的时间 。 （ ９）左 、 右 声 道 电 压 分 度 旋 钮 ： 可 以 选 择 显 示 屏
卡 采 集 外 部 数 据 。 包 括 以下 节 点 。 Ｓ Ｃｏｎｆｉ Ｉ ｇ节 点 ： 用 于 设 置 声 卡 的 参 数 。 如 模
数 转 换 器 缓 存 区 大 小 、 采样 速 率 、 采 样 通 道 （ 通 道 单
或双 通道 ） 样 本 位 数 、 （ 位 或 １６ 位 ） ８ 。
（ ５） 声 道 选 择 ： 只 观 测 左 或 右 声 道 信 号 时 ， 选 择 器置于 “ ”或 左 “ ” “ 和 右 ” 用 于 同 时 显 示 两 声 右 。 左 “ 减 右 ” 用 于 显 示 两 左
ｐ ｕｔ子 模 板 提 供 了 数 字 声 音 记 录 的 节 点 ， 可 以 通 过 声
Ｓ Ｉ Ｓｔ Ｐ 节 点 ： 用 于 通 知 声 卡 停 止 采 集 数 据 。 Ｏ
ｓＩ ｃｌ ａ ｅ ｒ节 点 ： 关 闭 声 音 输 入 设 备 ， 释 放 占 用
基于声卡的双通道数据采集系统ppt课件
11
设计的前景
通过声卡采集的波形储存在计算机中做到信息的存 储并相对照。心电图、噪声、等波形的采集。
可以做成声卡密码锁，以后采集的波形与保存的波 形相对很相似时才会自动开锁，不然不开。
系统性价比高、通用性强、扩展性好、界面友好， 在工程测量与实验室应用中具有广阔的前景。
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5
软件实现
通过Labview编写所设计的程序并进行测试。 在Labview中“函数”—“图形与声音”—“声
音”子选板下提供了一系列与声卡相关的函 数节点，这些节点都是使用Windows底层函 数编写的，直接与声卡驱动联系，可以实现 对声卡的快速访问和操作，具有比较高的执 行性能。
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使用Labview中函数节点的介绍
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SI Read节点 从缓冲区读取数据。根据不同 的数字声音格式，读取相应数据格式的数组。
SI Stop节点 停止采集数据 SI Clear节点 释放声卡占用的计算机资源
8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设计的程序前面板
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设计好的程序框图
基于声卡的数据采集
数据采集软件通常根据用户的要求进行编写，选择好的开发平台可以起到事半功倍的效果。LabVIEW是一个较好的图形化开发环境，它内置了信号采集、测量分析与数据显示功能，提供超过450个内置函数用于分析测量数据及处理信号，将数据采集、分析与显示功能集中在了同一个开方式的开发环境中。LabVIEW的交互式测量、自动代码生成以及与多种设备的简易连接功能，使它能够较好的完成数据采集。
1.2.1虚拟仪器的产生
虚拟仪器技术是现代计算机系统和仪器系统相结合的产物，是当今计算机辅助测试领域的一项重要技术。它推动着传统仪器朝着数字化、智能化、模块化、网络化的方向发展。电子测量仪器发展至今，大体上可以分为四代:模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。第一代模拟仪器，这类仪器在某些实验室仍能看到，如指针式万用表、晶体管电压表等。它们的基本结构是电磁机械式的，借助指针来显示最终结果。第二代数字化仪器，这类仪器目前相当普及，如数字电压表、数字示波器、数字频率计等。这类仪器将模拟信号的测量值转化为数字信号，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确度的测量。第三代智能仪器，这类仪器内置微处理器，既能进行自动测试又具有一定的数据处理能力，可取代部分脑脑力劳动，习惯上称为智能仪器。它的功能块全部都是以硬件或固定软件的形式存在，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性。第四代虚拟仪器，它是现代计算机技术、通信技术和测量技术相结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来仪器产业发展的一个重要方向。
Experiment results prove that the system can acquire signals in thefrequencyrangedesignedfor sound cardcorrectly, andcan be applied inthe domains of dataacquisitionsand general analysis.In the range of voicefrequency, datasaving andoverloadingis successful inLabVIEW.If more sound cards configured in a PC,it`s feasible to build a muli-channel real-time DAQ system with high SNR.With broad applicationprospect, thissolution can be extended to thefield of speech recognition,embient noise monitoring and laboratory measurement etc.
基于声卡的数据采集系统设计
基于声卡的数据采集系统设计1 引言数据采集是信号分析与处理的一个重要环节，在许多工业控制与生产状态监控中，都需要对各种物理量进行数据采集与分析。
一般的计算机数据采集系统包括传感器、信号调理器、数据采集卡和控制软件等。
其中数据采集卡的主要技术指标包括位数(即采样分辨率)、转换速度等。
在实际测量中，需要根据被测量的精度、信号频率范围等具体要求，选购数据采集卡。
然而，在满足一定条件下，人们并不一定需要通过购买数据采集卡完成数据采集，而可以利用计算机上的声卡实现数据采集任务。
该文主要研究了利用声卡实现数据采集的方法，通过实验研究了数据采集的精度及频率响应问题，为确定这种方法的应用范围提供了依据，文中叙述了利用LabVIEW软件实现数据采集的编程方法。
2 声卡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。
声卡的基本工作流程为：输入时，麦克风或线路输入(Line In)获取的音频信号通过A/D转换器转换成数字信号，送到计算机进行播放、录音等各种处理；输出时，计算机通过总线将数字化的声音信号以PCM(脉冲编码调制)方式送到D/A转换器，变成模拟的音频信号，进而通过功率放大器或线路输出(Line Out)送到音箱等设备转换为声波，人耳侦测到环境空气压力的改变，大脑将其解释为声音。
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，主要介绍如下：(1) 复音数量代表了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。
(2) 采样频率每秒采集声音样本的数量。
采样频率越高，记录的声音波形就越准确，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。
基于声卡的数据采集系统在电磁振荡实验中的应用 数据采集开关单元系列
基于声卡的数据采集系统在电磁振荡实验中的应用数据采集开关单元系列一、项目背景在信息化社会的背景下，传统的实验模式已经不能满足学生的学习需要了。
现代化测量技术引入中学物理实验教学，不仅可以改善实验效果，也提升了实验的科学技术含量。
因此传感器和数字处理系统被引入到高中物理教学之中，它为中学物理教学的改革增加了一种新的手段，为培养学生的物理创造性思维能力起到了重要的作用。
具体讲，它可以使抽象的问题形象化，从而使学生完整、清晰、形象地感知物理过程。
但由于数据采集器价格昂贵，许多学校都没有购买配置，即使拥有，数量也很少，因此使数据采集器真正应用于物理课堂教学和学生实验，受到了极大的限制。
无论在过去还是当今的新课标中，都同样提倡教师合理地开发利用身边的各种器材和可用资源改善实验条件、课程资源。
利用声卡制作数据采集系统是利用了声卡的数模转换功能，将物理信号转变为数字信号输出。
声卡是一种音频范围内的数据采集卡，通常的声卡都是16位，采样率为44.1kHz。
声卡是计算机的一个普通外设，已经有成熟的底层支持，因此开发起来成本低，兼容性好。
二、项目结构1 基于声卡的数据采集器双声道声卡有左右声道之分，因此可以实现两路信号的同时采集。
声卡的输入电压是1.5V，为了避免损坏声卡，需要将声卡的输入电压限制在声卡的承受范围之内，因此要加入信号调整电路。
以提供合适的电压。
去除声卡Line in输入的隔直电容，制作信号调整电路，通过USB声卡为信号调整电路提供电源，信号调整电路输出接至改造后的声卡Line in输入。
各信道输入连接线采用屏蔽线消除杂波，制作完成基于声卡的数据采集器。
2 数据采集处理软件――数字存储示波器软件在VC6.0平台上编写数字存储示波器软件(如图1)，该软件可分别设置双通道信号的触发类型和单位幅度，可观察某单一通道或双通道振荡波形及其李沙育图形，通过软件的mark功能可测量振荡周期实现对USB声卡的调整控制，数据的采集、显示、分析、存储等功能。
第11讲 基于声卡的数据采集
1
利用声卡组建数据采集与分析系统
计算机上都装有声卡，声卡具有对信号滤波、 计算机上都装有声卡，声卡具有对信号滤波、放大及采样 保持、 转换等功能，这些功能与数据采集卡相当。 保持、A／D和D／A转换等功能，这些功能与数据采集卡相当。 声卡用DMA(直接内存读取 方式传送数据，极大地降低 直接内存读取)方式传送数据 声卡用 直接内存读取 方式传送数据， 占用率。 16位 了CPU占用率。常用声卡可对音频信号实现双声道16位、高保 占用率 常用声卡可对音频信号实现双声道16 真的数据采集，最高采样率可达44.1kHz 44.1kHz， 真的数据采集，最高采样率可达44.1kHz，具有较高的采样频 率与精度。对于许多科学实验和工程测量来说， 率与精度。对于许多科学实验和工程测量来说，声卡对信号的 量化精度和采样率都足够高。 量化精度和采样率都足够高。甚至优于一些低档的数据采集卡 性能。 性能。 利用声卡进行A 转换、话筒输入插孔为信号输入端， 利用声卡进行A／D转换、话筒输入插孔为信号输入端，可 实现对信号的单通道、双通道采集。因此可用声卡配合相应软 实现对信号的单通道、双通道采集。 件构建信号采集系统。 件构建信号采集系统。 当然， 只适合采集音频域的信号， 当然，它只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。 的音频范围内。 处于 的音频范围内
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声卡的性能参数
衡量声卡的技术指标包括复音数量、采样频率、 衡量声卡的技术指标包括复音数量、采样频率、采样位数 复音数量 即量化精度：模拟量转换成数字量之后的数据位数) 声道数、 (即量化精度：模拟量转换成数字量之后的数据位数)、声道数、 信噪比(SNR)和总谐波失真(THD) (SNR)和总谐波失真(THD)等 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， 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。 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：每秒采集声音样本的数量。采样频率越高， 采样频率：每秒采集声音样本的数量。采样频率越高，记录的 声音波形就越准确，保真度就越高，但采样数据量相应变大， 声音波形就越准确，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。采样频率决定了频率响应范围， 要求的存储空间也越多。采样频率决定了频率响应范围，对声 音进行采样的三种标准以及采样频率分别为： 音进行采样的三种标准以及采样频率分别为：语音效果 11KHz）、音乐效果（22KHz）、高保真效果（44.1KHz）。 ）、音乐效果 ）、高保真效果 （11KHz）、音乐效果（22KHz）、高保真效果（44.1KHz）。 采样位数： 采样位数：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 。位数越高，在定域内能表示的声波振幅的数目越多， 录的音质也就越高。 录的音质也就越高。
构建基于声卡的数据采集与分析系统
构建基于声卡的数据采集与分析系统本章详细介绍了基于声卡的数据采集与分析系统的设计与实现，包括声卡的硬件结构及特性、文件存储、数据回放等等。
通过本章的学习，读者可以根据自己的需要，对例程进行适当修改后，轻松搭建一套实用的数据采集与分析系统。
本章各节内容要点如下：【本章重点】∙声卡的硬件结构与特性∙基于声卡的数据采集软件∙常用的信号时、频分析方法与实现∙声音文件的存储与回放∙界面修饰与软件调试15.1 声卡的硬件结构与特性声卡作为语音信号与计算机的能用接口，其主要功能就是经过DSP（数字信号处理）音效芯片的处理，进行模拟信号与数字信号的转换，因此，从其功能上来看，声卡可以作为数据采集卡来使用。
一般的声卡价格比较低廉，而且LabVIEW中提供了专门用于声卡操作的基本函数，所以用声卡搭建数据采集系统非常方便。
15.1.1 声卡的基本参数作为一种数据采集设备，最主要的是采样位数和采样率两个参数。
目前市场上主流声卡是16位的，相对大多数采集卡12位的分辨率来讲，这方面声卡的性能比较高。
但是作为一种音频处理设备，声卡的采样率不是很高，普通声卡的采样率分为4档：44.1kHz、22.05kHz、11.025kHz、8kHz。
对于少数专业的声卡，采样率能达到96kHz或者更高的192kHz等。
另外，声卡对20Hz~20kHz的音频信号有比较好的响应，而对这个频率范围之外的信号有很强的衰减，对于测试来讲，信号的频率最好在50Hz~10kHz范围之内。
15.1.2 声卡的硬件接口对于不同的声卡，其硬件接口有所不同，一般声卡有4~5个对外接口，Wave Out(Line Out)和SPK Out是输出接口，Wave Out输出的是没有经过放大的信号，SPK Out输出的是经过功率放大器放大后的信号，可直接接到扬声器上。
Mic In和Line In是输入接口，两者的区别在于，后者只能接入较弱的信号，幅值大约为0.02V~0.2V，这个信号较易受干扰，在作数据采集时常用Line In，它可接入幅值约不超过1.5V的信号。
基于声卡的数据采集实验
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。
基于声卡的数据采集系统设计
MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMN MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMN MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMN
图 3 加料过程 "#$% 3 455#’$ 6 2,()*#)7 8*.-)00 图 ! 系统界面 "#$% ! &’()*+,-) .+ (/) 010()2
C% C 数据采集程序的编写
编译、 发布为 F M M N@#75)* 是 N.*7,’5 公司开发的集开发、 一体的集成开发环境，它是一个所见即所得的软件快速开发工 具， 继承了 F M M 语言代码结构清晰、 可读性好和代码执行效率 本系 高的优点， 是开发 D#’5.E0 应用程序最为强大的工具之一。 统采用最新的 F M M N@#75)* O% P 版。 在头文件中定义了一个 <.@’5 类：
科学研究提供依据， 去 系统的运行。
解决被测物理现象所存在的问题， 并且可以修正系统参数， 监控
3 结论
采用声卡制作的数据采集系统适合于任何一台装有声卡的 计算机， 具有廉价、 方便、 稳定、 性能可靠、 精度高等优点， 它可用 于机械振动、 噪声、 语音识别、 医学、 地震等领域中动态信号的实 时采集进而进行各种分析研究。
基于声卡的数据采集
MIDI接口：略
LabVIEW中有关声卡的函数简介
获取声音波形数据低级VI 模块示例
用蜂鸣器发声测试
蜂鸣器
获取声音波 形数据高级 VI 模块
读波形 输出声音波 形数据高级 VI 模块 声音信号输入
本章学习内容
• 声卡简介 • LabVIEW中有关声卡的函数简介 • 应用声卡作为模入、模出器件
声卡简介
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。如果测量对象的频率在音频范围，而且对指标又没有 太高要求，就可以考虑使用声卡进行数据采集。
通过声卡，人们可以将来自话筒、收录机等外部音 源的声音录入计算机，并转换成数字文件进行存储和编辑 等操作；人们也可以将数字文件还原成声音信号，通过扬 声器回放，例如为电子游戏配音，以及播放CD、VCD、 DVD、MP3和卡拉OK等。
声卡的主要功能
• 录制与播放
将音频信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟音频信 号，进行录音或播放操作。在录制和播放过程中，不仅要进行A/D 和D/A转换，还要进行压缩和解压缩处理。
• 编辑与合成处理
通过对声音文件进行多种特技效果的处理，包括加入回声、倒 放、淡入淡出、往返放音以及左右两个声道交叉放音等，可以实现 对 声音信号信息 声音信号输出
• MIDI接口
通过MIDI接口和波表合成，可以记录和回放各种接近真实乐器 原声的音乐。
Line In Mic In Line Out SPK Out
MIDI In
声卡的硬件结构
A/D DSP D/A
基于声卡的数据采集系统
实验七：基于声卡的数据采集系统1 实验目的（1）学习用声卡作为数据采集装置的LabVIEW 编程方法；（2）从设计中深入理解虚拟仪器的组成，理解数据采集、数据分析的重要性，用LabVIEW 实现测试系统的优点；（3）实验的应用：目前的测试教学实验中常常要用到A/D 采集卡，而A/D 采集卡价格不菲，以实验室有限的经费，不能较多地购置以供同学们实验使用。
进而考虑计算机中的声卡本身就是一个A/D 、D/A 的转化装置，而且造价低廉，性能稳定，在教学实验中完全可以满足实验的需求，可以进一步开发研制一个广泛应用的测试教学实验系统。
2 实验设备、仪器计算机、声卡、LabVIEW 软件，其组成如下图。
3 实验任务设计一个基于声卡的频谱分析仪，它可以采集从麦克风输入的声音，仪器可以调节采样频率、数据缓冲区的大小等，可显示其波形，并对波形作幅值谱分析。
4 实验原理4．1 声卡简介声卡是现在计算机中非常常见的一个组件，是多媒体的标准配置。
目前市场上的一般声卡按照其位数可以分成8位和16位：8位：8位声卡把音频信号的大小（音量）分成256个等级（0～255）。
16位：16位声卡把音频信号的大小分成为65536个等级（0～65535）。
位数的每一等级对应一个相应的二进制数。
在声音录入（采样）时，按其音量大小给定一个二进制数，播放时按此二进制数实施还原。
显然，在LabVIEW 软件中，对于声卡的声道可以分为mono 8-bit （单声道8位）、mono 16-bit （单声道16位）、stereo 8-bit （立体声8位）、stereo 16-bit （立体声16位）。
其中，16位声道比8位声道采样的信号质量好，立体声(stereo)比单声道(mono)采样信号好，采样的波形稳定，而且干扰小。
另外，用单声道采样，左右声道信号都相同，而且每个声道的幅值只有原来幅值的1/2；用立体声采样，左右声道信号互不干扰，可以采两路不同的信号，而且采样的信号幅值与原幅值相同。
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。
基于声卡的便携式数据采集与系统设计
Value Engineering0引言目前，市场上的数据采集与分析系统大部分是通过数据采集卡与计算机进行数据交换，它的价格较昂贵且和计算机的兼容性较差。
声卡是大家比较熟悉的一种计算机配件。
我们要用计算机处理声音信号，让计算机发出各种声音，用计算机播放有声的视频节目（VCD ）、电子图书、教学光盘等离不开声卡。
从本质上来说，声音是一种连续的波，称为声波。
要把声音信号存储到计算机中，必须把波形连续变换的信号（称为模拟信号）转换成数字信号，因为计算机中只能存储数字信号。
把模拟信号转换为数字信号一般由对声音信号的采样和转换两步来完成。
声卡的性能指标均与声音相关，主要有以下几种：①声卡采样的样本深度：有8位和16位两种。
16位声卡比8位声卡声音保真度更高。
②声卡的最高采样频率：一般声卡提供了11kHz 、22kHz 的采样率。
目前有种更高档的声卡采样频率可达48kHz 。
今后也许还会出现更高采样频率的声卡。
③是否采用了数字信号处理器：数字信号处理器（Digital signal Processor ，DSP ）是一块单独的专用于处理声音的处理器。
带DSP 的声卡要比不带DSP 的声卡快得多，也可以提供更好的音质和更高的速度，不带DSP 的声卡要依赖CPU 完成所有的工作，这不仅降低了计算机的速度也使音质减色不少。
④是否采用了FM 合成还是采用了波表合成技术来还原MIDI 声音：现在的声卡都支持MIDI(Music Instrument Digital Interface)标准。
MIDI 是电子乐器的统一标准。
声卡中一般两种不同的方法还原MIDI 声音。
FM 是一种用计算机合成音调模拟乐器曲调的技术。
这种技术已经比较过时了。
波表技术要比FM 合成出色，因为声卡不是用计算机的声调去合作音乐，而是在一个波表(一种内部固有的实际录音选择表)中找到它需要的乐器，再在样本的基础创作乐器的声音。
波表技术能比FM 合成创作出更好、更自然的声音。
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。
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通过MIDI接口和波表合成，可以记录和回放各种接近真实乐器 原声的音乐。
Line In Mic In Line Out SPK Out
MIDI In
声卡的硬件结构
A/D DSP D/A
波表 MIDI合成器
输入接口：内部都有隔直电容，所以声卡不能采集直流信号。接入插头线往往将其短接成一个通道。 Line In: 可接入幅值不超过1.5V的信号。Mic In:可接入幅值大约为0.02~0.2V的信号。
输出接口： Line Out(Wave Out):信号未经过放大。SPK Out:输出通过功率放大的信号。
MIDI接口：略
LabVIEW中有关声卡的函数简介
获取声音波形数据低级VI 模块示例
用蜂鸣器发声测试
蜂鸣器
获取声音波 形数据高级 VI 模块
读波形 输出声音波 形数据高级 VI 模块 声音信号输入
波形播放 写波形
声音信号文件存取 声能
• 录制与播放
将音频信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟音频信 号，进行录音或播放操作。在录制和播放过程中，不仅要进行A/D 和D/A转换，还要进行压缩和解压缩处理。
• 编辑与合成处理
通过对声音文件进行多种特技效果的处理，包括加入回声、倒 放、淡入淡出、往返放音以及左右两个声道交叉放音等，可以实现 对各种声源音量的控制与混合。
本章学习内容
• 声卡简介 • LabVIEW中有关声卡的函数简介 • 应用声卡作为模入、模出器件
声卡简介
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。如果测量对象的频率在音频范围，而且对指标又没有 太高要求，就可以考虑使用声卡进行数据采集。
通过声卡，人们可以将来自话筒、收录机等外部音 源的声音录入计算机，并转换成数字文件进行存储和编辑 等操作；人们也可以将数字文件还原成声音信号，通过扬 声器回放，例如为电子游戏配音，以及播放CD、VCD、 DVD、MP3和卡拉OK等。