基于LabVIEW和声卡的数据采集系统
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LabVIEW和声卡的数据采集分析系统设计
和分析等。
系统整体设计框图如图1所示。
图1系统整体设计框图2.1数据采集模块前面板设计
图2数据采集模块前面板设计
※基金项目:国家级大学生创新创业训练计划项目(201411360006);省级大学生创新创业训练计划项目(201711360056)作者简介:张军,四川攀枝花学院2014级测控技术与仪业学生。
限设为20kHz,下限设为20Hz。
图3时域分析前面板设计图4频域分析前面板设计数、频谱测量函数、时域分析函数等来实现,如图5所示。
图5系统程序框图设计
3结束语
本文采用普通个人计算机声卡和LabVIEW2010软件开发平台,实现了声音信号的实时采集、显示与存储、时域分析和频域分析。
实践表明,声卡优越的数据采集性能和LabVIEW强大的数据采集处理能力相结合,使整个采集系统的性价比高,人机界面交互性好,性能稳定,完全能满足日常数据采集和分析的基本要求。
【参考文献】
[1]陈捃,黄勇勤,王永涛.基于虚拟仪器的实时数据采集系统的设计[J].武汉理工大学学报,2007,29(6):122-124. [2]张重雄,张思维.虚拟仪器技术分析与设计[M].北京:电子工业出版社,2012.
[3]刘芸,孙钦利,邢俊红.基于LabVIEW的声卡数据采集系统设计[J].现代电子技术,2007,14(253).
[4]程金光,张荣福,郁浩,郭世平.基于LabVIEW的声音数据采集分析系统[J].电子测量技术,2016,02(39),94-98.。
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。
5/7/2012
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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和USB声卡的直流信号采集设计
低 通 数 字 滤 波 器 ，当 直 流信 号 经 过 滤 波 器 后 会 完
全 被 滤 掉 。鉴 于 这 一 情 况 ，本 文 调 用 外 部 Ａ Ｃ Ｄ 对 直 流 信 号 进 行采 集 ，含 有 直 流信 号 的数 据 由Ｉ 总 ２ Ｓ 线 从 外部 传 送Ｃ ０ 。Ｉ 总 线拥 有 ３ 数 据线 进 行 Ｍ１ ８ ２ Ｓ 条 传 输 ：１ 双 向数 据传 输线 ．１ 条 条命 令 选 择线 和 １ 条
软件 中有现 成 的驱 动 程序 ，使用 起 来 也 十分 方 便 。 但 是 无论 是 电脑声 卡还 是Ｕ Ｂ 卡 ，都 只能 接受 音 Ｓ声 频 范 围 ｆ０ ｚ ２ ｋＨ ）内 的交 流 信 号 ，不 能 对 直 ２ Ｈ ～０ ｚ 流信 号 进行 采 集 。这 是 声 卡 代 替 专 用 的数 据 采 集
图６ 三 角 波 混频 信 号 波形
４ 结束 语
本 文 设 计 基 于 虚 拟 仪 器 环 境 下 ，采 用 Ｌ ｂ ａ． ＶＥ ＩＷ语 言 编 写Ｐ 机 的信 号 采集 程序 ，结合 Ｕ Ｂ Ｃ Ｓ 声
卡 芯 片 Ｃ ０ ，利 用ＩＳ 线 通 过 硬 件设 置 扩展 了 Ｍ１ ８ ２总
到 三角 波形 向上平 移 了０１ ．Ｖ．说 明实现 了混 频三 角 波信 号 的直 流成 分 的采 集 。
／＼ 、 ＼／
厂 ＼ ＼ ＼． ，
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（）改进 Ｕ Ｂ 卡 采 集 的 信 号 ｂ Ｓ声
号 ．运 行 虚 拟 示波 器 程 序 ，观察 Ｐ 机 上 显 示 的 波 Ｃ
（ ０１ 直 流 电 压信 号 ａ ． ）－ Ｖ的 （）＋ ．Ｖ的 直流 电压 信 号 ｂ ０１
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。
(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 的声卡数据采集与分析系统设计
基于 LabVIEW 的声卡数据采集与分析系统设计
武晨;符为榕
【期刊名称】《机械工程与自动化》
【年(卷),期】2014(000)001
【摘要】利用LabVIEW软件，基于计算机声卡设计了一款操作简单、通用性强、便携式的数据采集与处理系统。
该系统能够实现实时数据采集、在线分析与多功能离线分析，具有较高的实际应用价值。
在设计上采用数据库技术编写了用户登录模块，确保了系统的安全性；此外还利用生产者/消费者模式搭建总体框架，防止数
据的溢出与丢失，保证了数据的完整性；最后系统中利用了LabVIEW声音与振动工具包，为该系统的维护和扩展奠定了基础。
【总页数】3页(P57-59)
【作者】武晨;符为榕
【作者单位】合肥工业大学噪声振动研究所，安徽合肥 230009;合肥工业大学噪
声振动研究所，安徽合肥 230009
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于Labview的声卡数据采集与处理系统设计 [J], 胡成娟
2.基于声卡的LabVIEW数据采集与分析系统设计 [J], 周爱军;马海瑞
3.基于声卡的LabVIEW数据采集与分析系统设计 [J], 周爱军;马海瑞
4.基于LabVIEW和声卡的数据采集分析系统设计 [J], 张军;黄昆;鲁玉梅;石月;杨霞
5.基于Labview的声卡数据采集与处理系统设计与实现 [J], 秦志一;吕丹桔;赵月月;王园园;刘黄飞;吴云鹏;张雁;;;;;;;
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基于LabVIEW和声卡的数据采集分析系统设计
基于LabVIEW和声卡的数据采集分析系统设计
张军;黄昆;鲁玉梅;石月;杨霞
【期刊名称】《科技视界》
【年(卷),期】2018(000)013
【摘要】本文利用计算机声卡作为数据采集卡,以LabVIEW 2010软件为开发平台,设计了一个数据采集分析系统,实现对外界声音信号的采集、存储、显示、滤波、时域和频域分析等功能.
【总页数】2页(P166-167)
【作者】张军;黄昆;鲁玉梅;石月;杨霞
【作者单位】攀枝花学院电气信息工程学院,四川攀枝花 617000;攀枝花学院电气信息工程学院,四川攀枝花 617000;攀枝花学院电气信息工程学院,四川攀枝花617000;攀枝花学院电气信息工程学院,四川攀枝花 617000;攀枝花学院电气信息工程学院,四川攀枝花 617000
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.2
【相关文献】
1.基于 LabVIEW 的声卡数据采集与分析系统设计 [J], 武晨;符为榕
2.基于Labview的声卡数据采集与处理系统设计 [J], 胡成娟
3.基于声卡的LabVIEW数据采集与分析系统设计 [J], 周爱军;马海瑞
4.基于声卡的LabVIEW数据采集与分析系统设计 [J], 周爱军;马海瑞
5.基于Labview的声卡数据采集与处理系统设计与实现 [J], 秦志一;吕丹桔;赵月月;王园园;刘黄飞;吴云鹏;张雁;;;;;;;
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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Array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。
由于声卡是计算机的标准配置，有成熟的驱动程序和操作系统配合，因此无需考虑软硬件方面的兼容问题，在跨操作系统平台时也不存在程序的移植问题。
2.2采集系统的软件组成
采集系统软件分为数据采集和数据分析两大部分，利用LabVIEW编制。
LabVIEW采用图形化开发环境，
以数据流驱动程序的运行。
数据采集部分实现数据的采集与存盘功能，根据设定的采样频率从声卡获取用户需要的数据。
采集到的
数据在存盘的同时送计算机屏幕作为时域监控，并提供初步的频谱分析。
数据分析部分实现的功能根据后处理需要而定，但其基本功能为：从数据文件读取数据，显示数据的时域图和频谱图，按所需对数据做局部分析。
3. 应用实例
如图2所示，在光学-机械系统中，由于光路的需要，光学元件调整架固定在一套桁架的悬臂结构上。
光学元件的基座振动常常会影响光学系统的传输性能，因此有必要对其加以采集、分析，并以此为据采取相应的解决方法。
图2 被测的光学-机械系统
在悬臂结构的下表面贴应变片作为传感器，测试此基座的振动特性。
信号调理仪器采用华东电子仪器厂产的YD-21动态电阻应变仪，其输出信号为与被测量相关的电压值。
将YD-21的输出接到声卡的输入端口Line In上。
采集软件采用LabVIEW编制。
LabVIEW提供声卡的操作函数工具箱Functions>>Graphics & Sound>>Sound。
根据需要，采集软件除存盘和显示采到的信号波形外，还应同时显示功率谱密度波形（PSD）。
在LabVIEW中，提供Functions>>Analyze>>Waveform Measurements>>FFT Power Spectral
Density.vi——PSD函数模块供调用，实现功率谱密度分析。
采集程序框图如图3所示。
图3 程序框图
采集前设置好各采集参数，并在计算机的“Recording Control”中将录音选项的音源选为Line In。
采集到基座的阻尼衰减振动波形后，对其做频域分析后，得到它的功率谱密度波形，上下对比参考，知该悬臂结构自振频率约为7.41Hz，如图4。
4. 结语
声卡A/D转换性能优越，技术成熟，配合LabVIEW强大的数据采集与处理功能，可以构建性价比相当高的数据采集系统。
但在采集数据，特别是低频数据时，应优先选择有Line In输入的声卡。
如果采用Audio In（或称MIC）输入则对于直流分量的损失很大，在被测信号的频率很低，特别是小于20Hz以后，效果不够理想。
本文结合实例给出了利用声卡和LabVIEW构建数据采集系统的方法，为低成本下构建数据采集系统提供了一种思路。
参考文献
1. 约翰逊•《LabVIEW图形编程》•北京：北京大学出版社，2002
2. 石博强•《LabVIEW 6.1编程技术实用教程》•北京中国铁道出版社，2002。