基于LabView的双声道声卡数据采集系统
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Labview的声卡数据采集与处理系统设计 与实现
Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2015, 5(9), 331-335 Published Online September 2015 in Hans. /journal/csa /10.12677/csa.2015.59041文章引用: 秦志一, 吕丹桔, 赵月月, 王园园, 刘黄飞, 吴云鹏, 张雁. 基于Labview 的声卡数据采集与处理系统设计The Design and Implementation of Data Acquisition and Processing System Based on LabviewZhiyi Qin, Danju Lv *, Yueyue Zhao, Yuanyuan Wang, Huangfei Liu, Yunpeng Wu, Yan Zhang Southwest Forestry University, Kunming, Yunnan Email: *1297215564@ Received: Oct. 5th , 2015; accepted: Oct. 23rd , 2015; published: Oct. 28th , 2015 Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/Abstract With the development of modern computer science and technology, Labview graphical program-ming technology has been widely used nowadays. Considering the cost of the data acquisition card is high and the computer sound card is cost-effective, data acquisition card can be replaced by computer sound card. According to this we designed a sound card based on Labview data acquisi-tion processing system. This system can meet users’ different demands. We can do research on speech signal in time domain and frequency domain by setting appropriate sampling parameters. This system’s interface is simple and it has good expansibility, functional diversity and strong data processing capability. KeywordsSound Card, Labview, Data Acquisition, Signal Processing基于Labview 的声卡数据采集与处理系统设计与实现秦志一，吕丹桔*, 赵月月，王园园，刘黄飞，吴云鹏，张 雁西南林业大学，云南 昆明 Email: *1297215564@*通讯作者。
基于LabVIEW和声卡的数据采集同步控制系统
系统可以实现 3 个基本功能： 反射声信号的实时采集存 储、控制电磁阀开闭产生脉冲射流以及数据采集和脉冲射流喷 射的同步控制。反射声信号的实时采集存储是通过 LabVIEW 编程结合声卡、信号调理装置和传声器来实现的。通过编程可 以选择数据采集 开 始 的 时 间、采 样 率 和 采 样 点 数，使 数 据 采 集 能够配合脉冲射流喷射时间。为了将从同步信号发出到脉冲 射流喷射之间的延迟时间控制在 50 ms 左右，系统首先通过 LabVIEW 编程结合声卡输出周期变频率信号，经过 F / V 转换电 路把周期变频率信号转换成周期方波电平信号再驱动固态继 电器控制电磁阀开闭产生脉冲射流。 2 同步控制系统硬件组成 2． 1 数据采集系统硬件组成
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制信号可以通过声卡的耳机通道进行输出。用 PC 机内部集成 的声卡代替一些低档的数据采集装置实现声音数据采集功能 和输出电磁阀控制信号功能可以降低系统成本。
传声器的作用是将反射声信号转换成电信号，系统采用 ZL － 301 型声音传感器，该声音传感器不仅具有较高的稳定性和 较宽的频率响应范围 （ 16 Hz ～ 100 kHz） ，而且具有防水的功 能。麦克风与相配套的 PM10B － 12 外置信号调理装置一起使 用，能 够 不 失 真 地 采 集 水 射 流 反 射 声 信 号 并 通 过 声 卡 传 送 到 PC 机内。 2． 2 电磁阀控制系统硬件组成
从而快速可靠地关断电磁阀，控制硬件电路图见如图 2 所示。
图 2 控制系统电路图
3 同步控制系统软件设计
3． 1 电磁阀控制信号产生与输出程序
要实现 F / V 转换芯片 LM2907 输出周期方波控制信号，声
卡输出的控制信号必须是变频率信号。与方波电平的高低电
基于声卡的双通道数据采集系统ppt课件
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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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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
labview基于声卡的数据采集系统
实验2 基于声卡的数据采集系统1 实验目的（1）学习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：目前的测试实验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，不能较多第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 的转换装置，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，可以采集和分析从麦克风输入的声音。
要求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，保存并对波形作幅值频谱分析。
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。
与声卡声音采集相关的两个专业术语是声音采样和声道。
声音采样，即在模拟声音波形上每一个时间间隔取一个幅度值，把自然界的模拟音转变为数字音时。
声音采样的描述有两个指标：'采样位数'和'采样频率'。
采样位数就是指用来描述波形幅度的细腻程度，8位声卡可以把波形划分为256个级别，而16位声卡就可以划分为64×1024个级别，现在的声卡一般都采用16位的声卡。
'采样的频率'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，现在声卡采样频率一般有22.05KHz、44.1KHz、48KHz三个等级，22.05 KHz是FM广播的声音品质，44.1KHz则是理论上的CD音质界限，而48KHz则更加精确一些。
声道，就是声卡处理声音的通道的数目，以前是单声道，后来又发展出立体声、5.1声道、四声道等的标准。
LabviEW双通道数据采集系统设计
课程设计设计题目：基于Labview的数据采集系统的设计系别：自控系班级：测控本091班学号： 2009308120学生姓名：刘礼旭指导教师：吕勇军职称：教授起止日期：2012 年 2 月 27 日起——2012年3月2日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：基于Labview的数据采集系统的设计系别自控系班级测控本091班学生姓名刘礼旭学号 2009308120指导教师吕勇军职称教授课程设计进行地点：实训F430任务下达时间： 12年 2月27日起止日期： 12年2月27日起——至12年3月2日止教研室主任吕勇军 2012年 2 月 26 日批准1.设计主要内容及要求；设计基于Labview 的数据采集系统。
要求：1）掌握NI-DAQ使用方法。
2）了解数据采集以及信号处理方法。
3）可以进行多路数据采集、存储和显示。
可以对测量的信号进行不同方式的滤波处理。
2.对设计论文撰写内容、格式、字数的要求；（1）.课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
（3）.论文要求打印，打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
（4）. 课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；沈阳工程学院虚拟仪器课程设计成绩评定表摘要随着电子技术、计算技术和网络技术的高速发展，传统的电子测量仪器的功能和作用已发生了质的变化，新型的虚拟仪器应运而生。
虚拟仪器（virtual instrumention）是基于计算机的仪器，其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器的功能。
计算机和仪器的紧密结合是目前仪器发展的一个重要方向。
基于LabVIEW的声卡数据采集系统幻灯片
幅 度 相 位 谱 分 析 子 系 统 设 计
中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2009届毕业设计说明书 17
功 率 谱 分 析 子 系 统 设 计
中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2009届毕业设计说明书
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5/7/2012 中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2009届毕业设计说明书 中北大学2007届毕业设计说明书 中北大学2007届毕业设计说明书 2
设计安排
本设计中主要包括以下几个方面： 本设计中主要包括以下几个方面： （1）提出了基于虚拟仪器 ）提出了基于虚拟仪器LabVIEW的声卡数据采 的声卡数据采 集系统的设想， 集系统的设想，通过对当前虚拟仪器和传统仪器 开发平台的比较，分析了本设计的可行性； 开发平台的比较，分析了本设计的可行性； （2）研究了数据采集基本工作原理和 机声卡工 ）研究了数据采集基本工作原理和PC机声卡工 作原理，提出了该系统的整体设计流程； 作原理，提出了该系统的整体设计流程； （3）构建并实现了基于虚拟仪器的声卡数据采集 ） 系统，实现了音频信号采集、分析、波形显示、 系统，实现了音频信号采集、分析、波形显示、 存储以及数据文件再调用分析等功能； 存储以及数据文件再调用分析等功能； （4）对采集波形和数据进行谱分析，证明本系统 ）对采集波形和数据进行谱分析， 操作方便，实现简单和性能稳定可靠。 操作方便，实现简单和性能稳定可靠。
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中北大学2007届毕业设计说明书 中北大学2007届毕业设计说明书
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谢
谢
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基于LabVIEW的数据采集系统的实现
基于LabVIEW的数据采集系统的实现一、本文概述随着科技的飞速发展，数据采集系统在众多领域如工业自动化、环境监测、医疗设备、科研实验等中发挥着越来越重要的作用。
数据采集系统的主要任务是从各种传感器或设备中收集数据，然后对这些数据进行处理、分析和存储，以供后续使用。
为了实现这些功能，需要一个高效、稳定、易于使用的数据采集软件平台。
LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）作为一种由美国国家仪器（National Instruments，简称NI）公司开发的图形化编程语言，以其直观易用的界面和强大的数据处理能力，在数据采集领域得到了广泛应用。
本文旨在介绍基于LabVIEW的数据采集系统的设计与实现。
文章将首先介绍LabVIEW的基本概念和特点，然后详细阐述数据采集系统的整体架构、硬件组成和软件设计。
在硬件组成部分，将介绍传感器的选择与连接、数据采集卡的功能与配置等；在软件设计部分，将详细介绍如何利用LabVIEW实现数据采集、数据处理、数据存储以及用户界面设计等。
文章还将讨论系统的性能测试与优化，以及在实际应用中的案例分析。
通过本文的阅读，读者可以对基于LabVIEW的数据采集系统的实现有一个全面而深入的了解，从而为相关领域的研发和应用提供有益的参考。
二、LabVIEW概述LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是由美国国家仪器（National Instruments，简称NI）公司开发的一款图形化编程语言，它采用了图形化的代码块，以数据流编程方式实现各种功能的开发。
相较于传统的文本编程语言，如C、C++或Python等，LabVIEW提供了更加直观、易于理解和学习的编程环境，特别适合于工程师和科学家进行数据采集、仪器控制、自动化测试以及数据分析等应用。
基于LabView的双声道声卡数据采集系统
基于LabView的双声道声卡数据采集系统班级：热动1007 姓名：刘堂俊学号：U201011568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。
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。
基于LabVIEW的 双声道语音录制系统
实验报告姓名：付凯学号：1120132826班号：17111301专业：应用数学院系：数学与统计学院时间：2016.6.1基于LabVIEW的双声道语音录制系统实验摘要：此次实验要求设计一套语音信号录制系统：PC机上的声卡作为音频信号采集硬件，使用者使用话筒录音，将声音信号由声卡输进计算机，然后由该系统采集音频信号，在最后程序结束以后将该音频文件保存为WAV文件存储到计算机中。
该录音系统所需要实现的功能依次为：配置声卡参数、将信号收集到声卡缓存区、从缓存区读取信号并保存在计算机上、停止并关闭声卡工作。
关键字：多声道、采样位数可调、录音系统。
1．设计任务及要求1.1设计任务每个人的声音都有各自的特征以及讲话时特殊的语言习惯，这些都反映在声音信号中。
本次实验设计一套语音信号录制系统，即将PC机上的声卡作为音频信号采集硬件，使用者使用话筒录音，将声音信号由声卡输进计算机，然后由该系统采集音频信号，在最后程序结束以后将该音频文件保存为Wav文件存储到计算机。
1.2要求①声音质量为双声道。
②在开始采集前，操作者可根据实际需要，更改采样位数（8位和16位）。
③按下“开始”按钮时，才开始采集声音。
④在采集过程中，按下“暂定”按钮，暂定声音的采集，再次按下“暂定”按钮，继续采集声音。
⑤按下“停止”按钮，停止采集声音，并弹出保存文件的对话框，保存成“*.wav”文件。
2．使用设备硬件设备： 计算机、声卡、话筒（MIC ）。
软件设备： 据采集程序、数据处理程序及数据存储程序。
3． 任务分析3.1 硬件组成计算机、声卡、话筒（MIC ）3.2 软件组成3.2.1 录音系统设计流程 3.2.2 数据采集程序数据采集程序要实现的任务就是用软件控制声卡采集输入的信号，并将其转换为数字信号（即我们常说的数据）提供给后续程序处理。
它为后续程序提供了一个数据来源。
数据采集程序的流程 3.2.3 数据处理程序实时波形显示，并将它添加到已有信号的存在数组中。
基于LabVIEW和声卡的数据采集系统
基于LabVIEW和声卡的数据采集系统发布日期:2005-10-23作者:魏晨阳朱健强来源:微计算机信息摘要：本文提出了一种基于LabVIEW和声卡的数据采集系统，该方法实现简单、性价比高。
生成的采集软件交互性好，操作方便，并且可以根据用户的需求进行功能扩充，为低成本下构建数据采集系统提供了一种思路。
关键词：LabVIEW，声卡，数据采集1. 引言数据采集系统的主要任务是将被测对象的各种参数做A/D转换后送入计算机，并对采到的信号做相应的处理。
数据采集系统分为软件和硬件两部分。
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放式的开发环境中。
LabVIEW 的交互式测量助手(assistant) 、自动代码生成以及与多种设备的简易连接功能，使它能够较好地完成数据采集。
数据采集硬件包括传感器、信号调理仪器、信号记录仪器。
前两者已有专门的厂商研发。
计算机采集卡是信号记录仪器中的重要组成部分，主要起AD转换功能。
目前主流数据采集卡都包含了完整的数据采集功能，如NI公司的E系列数据采集卡、研华的数据采集卡等，这些卡价格均比较昂贵。
相对而言，同样具备A/D功能的声卡技术已经成熟，成为计算机的标准配置，在大多数的计算机上甚至直接集成了声卡功能，无需额外添加配件。
这些声卡都可以实现两通道、16位、高精度的数据采集，每个通道采样频率不小于44KHz。
对于工程测试，教学实验等用途而言，其各项指标均可以满足要求。
2. 采集系统的组成原理2.1采集系统的硬件组成典型数据采集系统的硬件组成有通用的模式，如图1。
按照测试的内容选择适当的传感器和与之相配套的信号调理仪器。
信号记录仪器采用计算机，计算机内置的声卡作为A/D转换设备。
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的双声道语音录制系统的设计
基于LabVIEW的双声道语音录制系统的设计摘要:本文论述了一款双声道语音录制系统的组成及开发过程,该系统利用labview进行设计,采用计算机声卡代替专用数据采集卡,实现语音信号的录制、显示、存储等功能,具有广阔的应用前景。
关键词:声卡语音录制 labview中图分类号：文献标识码：a 文章编号：1007-9416(2012)02-0099-02labview in design of a two-channel voice recording system zhi geng(college of mechanics and electronics, beijing institute of technology, beijng 100081, china)abstract:this paper discusses components and development process of a two-channel voice recording system, using labview and computer’s sound card instead of a special dac. this method could achieve functions of recording, displaying and saving signal data, enjoying broad application prospects. keywords:sound card signal recording labview1、引言本系统采用计算机自带声卡,利用labview开发一款双声道语音录制系统,即用户使用话筒录音,声音信号由声卡输入计算机,经数据处理保存为wav文件并存储到计算机上。
与采用专用数据采集卡的录制系统相比,具有设计简便、成本低廉、通用性高、扩展性好、界面简洁等优点。
2、系统组成该系统以计算机,声卡和话筒为硬件设备,由数据采集程序,数据处理程序和数据存储程序组成。
(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。
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基于LabView的双声道声卡数据采集系统班级：热动1007 姓名：刘堂俊学号：U201011568
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。
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。
1.4声卡的配置及硬件连接
使用声卡采集数据之前，首先要检查Line In 和Mic In的设置。
如图2，打开“音量控制”面板，在“选项”的下拉菜单中选择“属性”，得到如图3的对话框，在此对话框上选择“录音”，并配置列表中的选项即可。
可以通过控制线路输入的音量来调节输入的信号的幅度。
图2 音量控制面板
图3 音量控制面板属性更改及录音控制面板
声卡测量信号的引入应采用音频电缆或屏蔽电缆以降低噪声干扰。
若输入信号电平高于声卡所规定的最大输入电平，则应该在声卡输入插孔和被测信号之间配置一个衰减器，将被测信号衰减至不大于声卡最大允许输入电平。
一般采用两种连接线：
a.一条一头是3.5mm的插孔，另一头是鳄鱼夹的连接线；
b.一条双头为3.5mm插孔的音频连接线。
我们也可以使用坏的立体耳机做一个双通道的输入线，剪去耳机，保留线和插头即可。
2.声卡的主要技术参数
2.1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。
我们首先要知道：电脑中的声音文件是用数字0和1来表示的。
所以在电脑上录音的本质就是把模拟声音信号转换成数字信号。
反之，在播放时则是把数字信号还原成模拟声音信号输出。
声卡的位是指声卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进制位数。
声卡的位客观地反映了数字声音信号对输入声音信号描述的准确程度。
8位代表2^8=256，16位则代表2^16=64⨯10^3。
比较一下，一段相同的音乐信息，16位声卡能把它分为64⨯10^3个精度单位进行处理，而8位声卡只能处理256个精度单位，造成了较大的信号损失，最终的采样效果自然是无法相提并论的。
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。
2.2采样频率
每秒钟采集声音样本的数量。
采集频率越高，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。
目前，声卡的最高采样频率是44.1KHz，有些能达96KHz。
一般将采样频率设为4挡，分别是44.1KHz、22.05KHz、11.025KHz、8KHz。
2.3缓冲区
与一般数据采集卡不同，声卡面临的D/A和A/D任务通常是连续的。
为了在一个简洁的结构下较好地完成某个任务，声卡缓冲区的设计有其独到之处。
为了节省CPU资源，计算机的CPU采用了缓冲区的工作方式。
在这种工作方式下，声卡的A/D、D/A都是对某一缓冲区进行操作。
一般声卡使用的缓冲区长度的默认值是8192字节，也可以设置成8192字节或其整数倍大小的缓冲区，这样可以较好地保证声卡与CPU的协调工作。
声卡一般只对20Hz~20KHz的音频信号有较好的响应，这个频率响应范围已经满足了音频信号测量的要求。
bVIEW中有关声卡的控件介绍
利用声卡作为声音信号的DAQ卡，可以方便快捷地穿件一个采集声音信号的VI。
与声音信号相关的函数节点位于程序框图下【函数】选版下【编程】函数选版的【图形与声音】函数子选版的【声音】函数选版的各子选版，如图4所示。
图 4 LabVIEW中声卡控件
下面主要介绍【声音】/【输入】控件选板中相关控件的作用。
配置声音输入配置声音输入设备（声卡）参数，用于获取数据并且将数据传
送至缓冲区。
启动声音输入采集开始从设备上采集数据，只有停止声音输入采集已经被调用时，才需要使用该VIs。
声音输入清零停止声音采集，清除缓冲区，返回到任务的默认状态，并且释放与任务有关的资源。
配置声音输出用于配置声音输出设备的参数，使用“写入声音
输出”VI将声音写入设备。
写入声音输出将数据写入声音输出设备，如要连续写入，必须使用配置声音输出VI配置设备，必须手动选择所需多态实例。
声音输出清零将任务返回到默认的未配置状态，并清空与任务相关的
资源，任务变为无效。
4、声音采集系统的设计
4.1程序流程图的设计
利用声卡采集声音信号，其程序的基本实现过程如图5所示。
图5声卡采集程序流程图
4.2程序方框图的设计
双通道声卡数据采集的程序方框图如图6所示。
图6系统程序方框图
4.3前面板的设计
前面板设计如下图所示，可以选择采样频率、采样位数、通道数。
同时还能显示原始信号、滤波后的信号以及其幅频值。
图7前面板设计图
5、程序操作过程
将程序调节为单通道采集、44.1KHz采样频率、连续采样，开始运行程序。
我们可以看到夹杂各种干扰的原始信号、滤波后的平滑滤波信号以及其幅值，如图8所示。
图8单声道声音信号采集
同样将程序设置为双声道采集是，我们可以同时看到左右两个声道的声音信号波形图，如图9所示。
图9双声道声音信号采集。