基于Labview的声卡开发教程
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。
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。
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。
基于虚拟仪器软件LabView的声卡示波器
www�ele169�com | 5电子科技1 声卡的结构、原理及技术参数■1.1 声卡硬件结构声卡的硬件结构如图1所示。
声卡一般有Mic In 和Line In 两个信号输入，其中Line In 为双通道输入，Mic In 作为单通道输入。
Mic In 可以接入较弱信号，幅值大约为0.02~0.2V。
Line In 可接入幅值约不超过1.5V 的信号，故基于声卡的示波器能直接测量的信号也是小信号。
图1 声卡的硬件结构示意图■1.2 声卡的工作原理声卡将计算机获取的模拟音频信号转换为数字信号，然后经过DSP 音效芯片的对信号进行处理，将该数字信号再转换为模拟信号输出。
信号从Mic In 或者 Line In 输入，声卡将获取的音频信号经过A/D 转换器转换成数字信号，然后送到计算机进行相应的播放、录音等处理；输出时，计算机将数字化的声音信号以PCM 方式送到声卡的人D/A 转换器，变成模拟的音频信号，再通过功率放大器或Line Out送到音箱等设备转换为声波。
2 LabView 软件的介绍LabView 是一种程序开发环境，使用的是图形化编辑语言编写程序，产生的程序是框图的形式。
传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而 LabVIEW 则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI 及函数的执行顺序。
LabVIEW 提供前面板和程序框图两个模块，前面板中有各种控件，包括按钮、开关、数据以及万用表等仪器，利用相关控件可以方便地创建用户界面。
在程序框图模块中，有结构、数组、布尔等各种函数计算和分析符号，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。
执行程序框图时前面板就直接出现相应的功能。
巧妙地实现了程序的开发和应用。
LabView 有如下特点：（1）充分利用了通用的硬件，各种功能的开发主要差异在于程序的编写；（2）利用计算机强大的数据处理能力创造出功能更强的仪器；（3）用户可以根据自己的需求做出各种仪器。
基于Labview的声卡开发教程
基于LabVIEW的声卡数据采集系统的开发教程在虚拟仪器系统中，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MicIn 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；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的声音文件调用播放
目录第一部分前面板: (1)第二部分程序框图 (2)2.1 初始界面设置 (2)2.2 程序运行 (2)2.2.1 0状态 (2)2.2.2 1状态 (4)2.2.3 2状态 (5)2.2.4 4状态 (8)第四章总结 (9)第五章参考文献 (9)声音文件调用播放由于声卡的基本知识及声卡相关声音函数节点、相关文件函数节点的介绍已在整体综述中介绍过，故这里只详细介绍频谱分析仪中声音文件的调用和播放功能是如何实现的。
第一部分前面板:前面板的最初显示第二部分程序框图2.1 初始界面设置首先通过file、quit、play、stop、qause的属性节点来设置按键的属性：按键file、quit为启用，按键play、stop、pause为禁用并变灰，并通过布尔量设置按键file、quit初始值为0。
2.2 程序运行然后，将file、play、quit三个布尔量的状态创建成一个数组，再通过函数布尔数组至数值转换变为二进制数，用这个二进制数来选择条件结构中的状态，file为低位，quit为高位（即000为0状态，001为1状态，010为2状态，100为4状态）。
2.2.1 0状态：按键file为0时，play和quit为禁用并呈灰色，只能是状态0，经过布尔量数组转化为二进制是0，这个状态在选择文件之前，通过布尔量保持循环的继续，从而保持界面状态：2.2.2 1状态：按键file为1时，弹出对话框：对话框中只显示wav波形文件，这是由条件结构来实现的：起初全局变量无值，对话框中显示默认路径，选过一次路径拆分后，会将所选路径保存到全局变量中，方便下次选择。
选好文件后，snd 读取波形文件通过文件路径读取文件的信息，并将信息写入全局变量，确定波形文件是mono（单音，非立体声）还是stereo（立体声），是8bit还是16bit，并将这些信息通过字符串显示出来，最后，利用一个布尔量来控制file的局部变量，使file 跳转为0，转换到保持状态：2.2.3 2状态：按键file跳转为0后，点击play键，使其变为1，经过布尔量数组转化为二进制是2，跳转到2状态首先设置按键属性：设置按键file和quit禁用并变灰，play禁用，pause和stop可用，并通过布尔量设置pause和stop值为0。
LabVIEW环境下基于声卡的虚拟示波器软件设计
SI Start节点 驱动声卡开始采集数据 。 SI Read节点 从缓存区读取数据 。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 。 利用这些数字声音记录节点 ,在 LabV IEW 6. 1环境中编程 , 设计了具有仿真面板的虚拟双踪数字存储示波器 ,通过波形调节 、数 据存储等功能 。
Keywords V irtual instrument Sound card LabV IEW V irtual oscilloscope
1 引 言
随着计算机技术和虚拟仪器技术的发展 ,虚拟仪器逐渐成 为现代仪器的发展方向 ,其中大部分虚拟仪器都是基于各种数 据采集卡 ,如 N I公司的 Lab2PC21200 数据采集卡 [1 ] ,研华公司 的 PCL 21800型数据采集 卡 [2 ] , ISA 型 数 据 采集 卡 AC1820[3 ] 。 在对采样频率要求不高的情况下 ,可以利用计算机的声卡进行 数据的输入和输出 [4, 5 ] 。声卡是一个非常优秀的音频信号采集 系统 ,其数字信号处理器包括模数变换器 ADC (Analogue D igital Converter)和数模变换器 DAC (D igital Analogue Converter) , ADC 用于采集音频信号 , DAC则用于重现这些数字声音 。声卡已成 为多媒体计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 ,可以不受硬件 限制 ,安装在多台计算机上 。本文利用 LabV IEW 6. 1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存储示波 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的信号可衰减后输入 ,能适合很多场合的需要 。
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LabVIEW虚拟信号发生器设计
基于声卡的LabVIEW虚拟信号发生器设计摘要：利用声卡DSP 技术和LabVIEW 多线程技术,提出了一种基于声卡的廉价虚拟信号发生器设计方案,具有界面友好、扩充性强、动态范围宽及性能稳定可靠等诸多优点。
在LabVIEW 环境中对声卡编程,实现了常用周期信号及测试领域特殊信号的双通道模拟输出。
关键词：信号发生器声卡（DSP）数字信号处理LabVIEW 虚拟仪器背景：信号发生器是一种常用的信号源,广泛应用于电子技术实验、自动控制系统和科学研究等诸多领域。
近年来推出的数字存储信号发生器由于引入微处理器,极大地提高了测量准确度,同时还具有较强的数字化处理能力。
但这种信号发生器存在一些局限性,例如价格昂贵,仪器功能和模式固定,不具备用户对仪器进行定义及编程的功能等。
随着DSP (数字信号处理) 技术走向成熟,声卡作为PC 最基本的硬件已被广泛应用,它同时具有D/ A 和A/ D 转换功能,不仅价格低廉,而且兼容性好、性能稳定,软件(特别是驱动程序) 升级方便。
ISA 总线向PCI 总线的过渡,解决了以往声卡与系统交换数据的瓶颈问题,同时也充分发挥了DSP 芯片的性能。
而且声卡采用DMA (直接内存读取) 方式传送数据,极大地降低了CPU 占用率。
一般声卡具有16 位的D/ A 转换精度,通常比12 位市售D/ A 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,而其价格却比后者便宜得多。
如果将声卡作为信号转换模块,并采用“用户自定义仪器功能”的虚拟仪器技术,可以组成一个低成本高性能的信号发生器。
基本设计思路：LabVIEW 是美国NI 公司基于图形化编程语言的虚拟仪器开发环境,内置信号采集、测量分析与数据显示功能,集开发、调试、运行于一体,是业界领先的测试测量和控制系统的开发工具。
它可以非常容易地与各种数据采集硬件无缝地集成,与各种主流的现场总线通信以及与大多数通用数据库链接,大大简化了应用系统的开发进程。
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。
基于声卡和labvIEW的虚拟仪器设计
基于声卡和labvIEW的虚拟仪器设计一、设计题目本次大作业基于“硬件的软件化”思想，在对信号分析、虚拟仪器技术和声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，设计基于声卡的虚拟仪器。
用普通的计算机声卡代替商用数据采集卡，利用声卡的DSP技术和LabVIEW的多线程技术实现信号的数据采集，开发基于PC机声卡的虚拟仪器，可实现数据采集，信号分析，信号存储，信号回放、输出等多种功能。
要求：1.程序可通过声卡采集、存储线路输入口的信号，或麦克风接口的信号或计算机内部产生的信号，并实时显示波形。
(1)缓存区大小调节按钮，用于调节数据缓存区大小；(2)声音格式，调节声卡采集数据时的参数，可以调节通道数如单声道和双声道、采样频率可以选择8000Hz、11025Hz，22050Hz、44100Hz四种采样频率。
采样位数为8位，16位可选；(3)一个用来停止采集的控制按键；2.对采样的信号进行一些分析和处理（时域分析和频域分析）。
其中时域分析包括实时显示波形，测量信号电压、频率、周期等参数；频域分析包括幅值谱、相位谱、功率谱和FFT变换等。
3.保存采样的信号数据，以文本文件的形式保存，通过用户界面可将数据以excel形式提交给用户。
4.点击回放按键。
面板上可显示回放存储数据的波形，或计算机内部产生的信号波形（需通过控件来选择），同时信号通过声卡完成D／A转换输出，连接计算机线路输出接口与真实示波器，可对虚拟仪器前面板显示的波形与传统示波器显示波形做对比。
5.设计界面要美观，程序可读性好。
需合理排布用户前面板，体现良好的程序用户交流界面。
注意：1.计算机内部产生的信号：通过调用框程图中的不同功能函数，得到不同的信号。
面板上可选择信号类型按钮：选择正弦，余弦、三角波、方波、锯齿波等；频率选择按钮：调节输出信号的频率；幅值调节按钮：调节输出信号的幅值。
2.采集从线路输入口Line In或麦克风接口Mic In的外部信号由信号发生器提供。
(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。
基于LABVIEW和PC机声卡的测试系统
基于LABVIEW和PC机声卡的虚拟测试系统测控技术与仪器专业[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，提出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、界面友好、性能稳定可靠等诸多优点，在LabVIEW环境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;而且该系统具有双通道、高保真、22KHz甚至44KHz的采样率，实现了音频信号的实时采集、实时存储、信号分析（时域分析和频域分析）等多种功能，可以推广到语音识别、环境噪声监测和实验室测量等多种领域，应用前景广阔。
[关键词] 声卡；数据采集；信号分析；LabVIEWVirtual Test System Based on LabVIEW and PC Sound Card Measurement , Control Technology & Instrument Major LI Xiao-fan Abstract：The traditional vibration test system have many disadvantages，such as plenty of instruments，large investment，single function，less flexibility．Therefore，Based on DSP technology and LabVIEW, this paper brings forward a low price solution of sound card based data acquisition and analysis system, with its advantages of easy implementation, friendly interface and steady performance. In the range of voice frequency，data saving and overloading is successful in LabVIEW.In addition，the feasibility and availability of this system are validated with an apphcation example．As this system has the qualities of dual channel, high-fidelity, 22 KHz even 44KHz sampling rate, it realized the multiple functionof real-time audio signal acquisition, real-time storage, playback, signal analysis (time domain analysisand frequency domain analysis), etc. With broad application prospect, this solution can be extended to the field of speech recognition, ambient noise monitoring and laboratory measurement etc.Key words：sound card；data acquisition；signal analysis；LabVIEW目录1 引言 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 虚拟仪器技术国内外研究状况 (2)1.2.1 虚拟仪器发展综述 (2)1.2.2 国外虚拟仪器研究现状 (2)1.2.3 国内虚拟仪器和基于声卡的数采系统研究现状 (3)1.3 LabVIEW的编程环境简介 (4)1.3.1 labview简介 (4)1.3.2 labview编程环境 (5)2 声卡的简介 (5)2.1 声卡的分类 (5)2.2 声卡的结构 (6)2.3 声卡的工作原理 (6)2.4 声卡的性能指标 (7)3 系统功能设计 (8)3.1 硬件实现 (8)3.2 软件设计 (10)3.2.1开发环境 (10)3.2.2 虚拟示波器的设计 (11)3.2.3 声卡配置模块 (12)3.2.4 数据采集模块 (14)3.2.5 信号分析 (16)3.2.6 滤波模块 (18)4 进行数据采集前的试验准备 (20)5 系统调试过程 (22)结束语 (23)参考文献 (23)致谢 (24)1 引言1.1 选题背景及意义目前市售的数据采集卡都包含了完整的数据采集电路和与计算机的接口电路，但其价格与性能基本成正比，一般比较昂贵。
LabVIEW和声卡控制系统程序设计
LabVIEW和声卡控制系统程序设计摘要：LabVIEW作为一种G语言编程软件的代表，编程方便、易学，拥有成套的控制VI 以及对声卡信号采集与输出的VI,结合声卡可以设计很好的平面控制系统。
通过AutoCAD绘制平面图形，用LabVIEW对图形数据进行采集、去值、排序、控制四大步骤，设计出了良好的平面控制系统程序，结果稳定、精确。
关键词：LabVIEW;平面控制系统；声卡1引言目前，控制系统的编程软件非常多，各类编程语言也数不胜数，具有代表性的有C语言、C++及汇编语言等，相比LabVIEW软件来讲，由于他们具有严格的语言逻辑以及语言规则，所有在设计、实践中往往比较复杂，而LabVIEW作为种G 语言，以图形，线条，结点的形式进行编程，简单易学。
而且图形所表示的功能已经用完善的代码集成过，拿来就用，也节省了大量的工作任务。
声卡作为一种普遍而且常用的材料，能够在LabVIEW自带的声卡VI中得到更好的运用和体现，二者结合是作为平面控制系统最实用的，最方便的，而且成本较低的体现。
2LabVIEW软件介绍LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是它与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。
用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言，LabVIEW采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI 及函数的执行顺序。
VI指虚拟仪器，是LabVIEW的程序模块。
虚拟仪器具备很好的数据采集、仿真、数字信号处理的功能。
LabVIEW拥有专门用于控制领域的模块LabVIEWDSC以及NI-Motion 。
除此之外，工业控制领域常用的设备、数据线等通常也都带有相应的LabVIEW驱动程序。
使用LabVIEW可以非常方便的编制各种控制程序。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于LabVIEW的声卡数据采集系统的开发教程在虚拟仪器系统中，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；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的8次方——256，16位则代表2的16次方——64310⨯。
比较一下，一段相同的音乐信息，16位声卡能把它分为64310⨯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。
2.4基准电压声卡不提供基准电压，因此无论是A/D还是D/A，在使用时，都需要用户参照基准电压进行标定。
目前一般的声卡最高采样频率可达96KHz；采样位数可达13位甚至32位；声道数为2，即立体声双声道，可同时采集两路信号；每路输入信号的最高频率可达22.05KHz，输出16为的数字音频信号，而16位数字系统的信噪比可达96dB。
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。
此外，还有众多的声音文件的打开和关闭等函数节点，在此不一一介绍，读者可参考LabVIEW帮助窗口进行了解。
另外在程序框图下【Express】下【输入】下的【声音采集】及【输出】下的【播放波形】也是与声音信号相关的函数节点，如图5所示。
图 5 LabVIEW中Express下的声卡控件4.应用程序举例4.1声音的基本采集利用声卡采集声音信号，其程序的基本实现过程如图6所示。
图6 声卡采集程序流程图4.1.1 VIs声音采集本案例通过采集由Line In 输入的声音信号，练习声音采集的过程。
操作步骤[1] 执行【开始】/【程序】/National Instruments LabVIEW8.5】命令，进入LabVIEW8.5的七栋界面。
[2] 在启动界面下，执行【文件】/【新建VI】菜单命令，创建一个新的VI，切换到前面板设计窗口下，移动光标到前面板设计区，打开【空间】/【新式】/【图形显示控件】控件选板，选择一个“波形图”控件，放置到前面板设计区，编辑其标签为“声音信号波形”并调整它的大小，如图7所示。
图7 波形图标签编辑[3] 切换到程序框图设计窗口下，打开【函数】/【编程】/【图形与声音】/【声音】/【输入】函数选板，在程序框图设计区放置一个“配置声音输入”节点、一个“启动声音输入采集”节点、一个“读取声音输入”节点、一个“停止声音输入采集”节点、一个“声音输入清零”节点，如图8所示。
图8 声音输入控件[4] 移动光标到各节点上。
可以在“即时帮助”窗口中看到各节点的端口及解释。
如“配置声音输入”节点，如图9所示。
图9 “配置声音输入”节点[5] 分别移动光标到“配置声音输入”节点的“设备ID”、“声音格式”、“采样模式”的输入端口上，单击鼠标右键，从弹出右键快捷菜单中，执行【创建】/【输入控件】菜单命令，通过端口创建相应的输入节点，如图10所示。
图10 “配置声音输入”节点设置[6] 移动光标到“声音输入清零”节点的“错误输出”端口上，单击鼠标右键，从弹出的右键快捷菜单中执行【创建】/【显示控件】菜单命令，创建相应的显示节点，如图11所示图11 “声音输入清零”节点设置[7] 打开【函数】/【编程】/【结构】函数选板，选择“While循环”节点，放置到程序框图设计区，在“While循环”的循环条件端口创建一个输入控件，移动光标到“While循环”的循环条件节点的输入端，单击鼠标右键，从弹出的右键快捷菜单中执行【创建】/【输入控件】菜单命令，创建相应的输入节点，并按图12所示，完成程序框图的设计。
图12 程序框图的设计[8] 切换设计界面到前面板，可以看到与程序框图设计区节点相对应的控件对象，调整它们的大小和位置，美化界面。
[9] 单击工具栏上程序运行按钮，并对着传声器输入语音或一段音乐，即可在波形图空间中查看声音信号的波形，其中的一个运行界面如图13所示。
图13 程序运行界面4.1.2Express VIs声音信号采集本案例通过将采集到的声音信号显示在波形图中来学习“Expree输入”中“声音采集”函数的应用。
在练习的过程中，注意比较与“编程”中“声音输入”函数的异同。
操作步骤[1] 创建一个新的VI，切换到前面板设计窗口下，在前面板设计区放置一个“波形图”，编辑其标签为“声音信号波形”并调整它的大小。
[2] 切换到程序框图设计窗口下，打开【Express】/【输入】函数选板，在程序框图设计区放置一个“声音采集”函数节点，并按图14所示设置各参数值。
图14 配置声音采集设置面板[3] 移动光标到“声音采集”节点上，可以看到各端口的解释，根据节点的输入端“采样率”、“设备”、“通道数量”、“分辨率”及“持续时间”端口，创建相应的输入控件，如图15所示图15 Express中声音采集控件及其设置[4] 在程序框图设计区放置一个“While循环”节点，并按图16完成程序框图的设计。
图16 程序框图设计[5] 切换到前面板设计窗口下，调整各空间的大小和位置，并设置输入控件的输入参数，然后单击前面板工具栏上程序运行按钮，开始运行程序，并对着传声器输入语音或一段音乐，即可在波形图空间中查看声音信号的波形，其中的一个运行界面如图17所示。