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1、 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
2、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，
3、2006(5)： 51-542 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进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1熟悉题目,明确设计要求,确定思路,准备开题2015年3月1日3月10日2LabVIEW的软件学习2015年3月11日4月10日3数据采集系统与声卡的相关知识学习2015年4月11日5月1日4系统的编程调试2015年5月2日5月25日5撰写论文，准备答辩2015年5月26日6月10日审核人： 年 月 太原工业学院毕业设计基于
4、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。该系统具有双通道、高保真、22KHz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，其中时域分析包括实时显示测量信号频率、幅值等参数；频域分析包括幅值谱、相位谱、功率谱和FFT
5、变换等。本方法可以推广到语音识别、环境噪声监测、地震勘探、生物医学和实验室测量等多种领域，应用前景广阔。关键词: LabVIEW，声卡，音频信号，数据采集系统The design of audio data acquisition system based on LabVIEW AbstractThe traditional vibration test system have many disadvantages，such as plenty of instruments，large investment，single function，less flexibilityTherefore，B
6、ased 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， international dimensions，good scalability,friendly interface and steady performance.In the range of voice frequency，d
7、ata saving and overloading is successful in LabVIEW .In addition，the feasibility and availability of this system are validated with an apphcation exampleAs this system has the qualities of dual channel，high-fidelity，22 KHz even 44KHz sampling rate，it realized the multiple functionof real-time audio
8、signal acquisition，real-time storage，playback，signal analysis (time domain analysisand frequency domain analysis)，etc.Time domain analysis including real-time display wave measurement parameters such as signal frequency cycle；Frequency domain analysis including amplitude spectrum phase spectrum powe
9、r spectrum and FFT transform，etc.With broad application prospect，this solution can be extended to the field of speech recognition,ambient noise monitoring，seismic exploration，biomedical sciences and laboratory measurement etc.Key words: LabVIEW，sound card，audio signal，data acquisition目 录第1章 绪 论11.1
10、课题意义与背景11.2 国内外研究现状31.2.1 国外虚拟仪器研究现状31.2.2 国内虚拟仪器和基于声卡的数采系统研究现状3 1.2.3 本文主要研究的内容. 4第2章 虚拟仪器技术概述52.1 虚拟仪器的概念52.2 虚拟仪器特点52.3 虚拟仪器和传统仪器的比较62.4 虚拟仪器控制系统的组成72.5 虚拟仪器的软件结构82.5.1 虚拟仪器的开发语言82.5.2 图形化虚拟仪器开发平台LabVIEW92.5.3 基于LabVIEW平台的虚拟仪器程序设计9第3章 数据采集系统概述113.1 数据采集系统概述113.2 数据采集系统的应用113.3 现行通用数据采集系统的构成123.3.
11、1 传感器123.3.2 模拟多路开关123.3.3 程控放大器123.3.4 采样/保持器133.3.5 A/D转换器133.4 数据采集卡简介143.4.1 数据采集卡的结构原理143.4.2 数据采集卡的性能指标153.4.3 数据采集卡的选择与使用17第4章 声卡简介194.1 声卡的分类194.2 声卡的结构194.3 声卡的工作原理204.4 声卡的性能指标214.5 声卡DSP技术简介234.5.1 DSP微处理器234.5.2 DSP优点24第5章 数据采集程序设计255.1 硬件实现255.2 软件设计265.2.1 开发环境265.2.2 虚拟示波器的设计275.2.3 声
12、卡配置模块285.2.4 数据采集与波形显示模块295.2.5 滤波模块325.2.6 声音回放模块33第6章 总 结35参考文献36致 谢384040=第1章 绪 论1.1 课题意义与背景数据采集在现代科学技术、工业生产和国防科技等诸多领域中应用十分广泛，它的现代化已被认为是科学技术、国防现代化的重要条件和明显标志。在数据采集过程中所需要的设备、仪器形成的数据采集系统，它是计算机智能仪器与外界物理世界联系的桥梁，是获取信息的重要途径。而为采集数据而采用的技术叫做数据采集技术，它主要指从传感器输出的微弱电信号，经信号调理、模数转换到存储、记录这一过程所涉及的技术。随着科学技术的进步，特别是以传
13、感器技术、通信技术和计算机技术为基础的现代信息技术的发展，以及测试理论的不断发展，数据采集技术的发展也是日新月异。 然而当今的测控领域面临三大挑战：测控成本不断增加；测控系统越来越庞大；对测控投资的保护要求越来越强烈。面对这些挑战，用户最可能的做法是选用标准化硬件平台。硬件的标准化可以部分降低测试成本，但作用是非常有限的，而使用虚拟仪器则可以大大缩短用户软件的开发周期，增加程序的可复用性，从而降低测控成本，而且由于虚拟仪器是基于模块化软件标准的开发系统，用户可以选择最合适于其应用要求的任何测试硬件。LabVIEW作为第一个借助于虚拟面板用户界面和方框图建立虚拟仪器的图形程序设计系统，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，被视为一个标准的数据采集仪器和仪器控制软件。LabVIEW是美国国家仪器公司开发的基于图形编译语言（G语言）的实验室虚拟仪器集成环境，它具有十分强大的功能，包括函数数值运算、数据采集、数据分析、信号生成、信号处理、输入/输出控制，以及声音与图像获取、处理和传输等等。与传统编程编程采取的文本语言相比，使用图形语言G语言，界面友好直观，都是人们熟悉的开关、旋钮、波形图等，是一种直觉式图形程序语言。本设计中，充分利用计算机资源进行数据采集及分析，用普通的计算机声卡代替商用数据采集卡，
