基于labview的雙聲道聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

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1、基于LabView的雙聲道聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)班級(jí)：熱動(dòng)1007姓名：劉堂俊學(xué)號(hào)：U201011568在虛擬儀器系統(tǒng)中，信號(hào)的輸入環(huán)節(jié)一般采用數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)。商用的數(shù)據(jù)采集卡具有完整的數(shù)據(jù)采集電路和計(jì)算機(jī)借門電路，但一般比較昂貴，計(jì)算機(jī)自帶聲卡是一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它具有A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能，不僅價(jià)格低廉，而且兼容性好、性能穩(wěn)定、通用性強(qiáng)，軟件特別是驅(qū)動(dòng)程序升級(jí)方便。如被測(cè)對(duì)象的頻率在音頻范圍內(nèi)，同時(shí)對(duì)采樣頻率要求不是太高，則可考慮利用聲卡構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。1.從數(shù)據(jù)釆集的角度看聲卡1.1聲卡的作用從數(shù)據(jù)采集的角度來(lái)看，聲卡是一

2、種音頻范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡，是計(jì)算機(jī)與外部的模擬量環(huán)境聯(lián)系的重要途徑。聲卡的主要功能包括錄制與播放、編輯和處理、MIDI接口三個(gè)部分。1.2聲卡的硬件結(jié)構(gòu)閣1是一個(gè)聲卡的硬件結(jié)構(gòu)示意閣。一般聲卡有4?5個(gè)對(duì)外接口。閣1聲卡的硬件結(jié)構(gòu)示意閣聲卡一般有LineIn和MicInW個(gè)信號(hào)輸入，其中LineIn為雙通道輸入，Micln僅作為單通道輸入。后者可以接入較弱信號(hào)，幅值大約為0.02~0.2V。聲音傳感器（采用通用的麥克風(fēng)）信號(hào)可通過(guò)這個(gè)插孔連接到聲卡。若由MicIn輸入，由于有前置放大器，容易引入噪聲且會(huì)導(dǎo)致信號(hào)過(guò)負(fù)荷，故推薦使用Lin

3、eIn，其噪聲干擾小且動(dòng)態(tài)特性良好，可接入幅值約不超過(guò)1.5V的信號(hào)。另外，輸出接口有2個(gè)，分別是WaveOut和SPKOut。WaveOut（或LineOut）給出的信號(hào)沒(méi)有經(jīng)過(guò)放大，需要外接功率放大器，例如可以接到有源音箱；SPKOut給山的信號(hào)是通過(guò)功率放人的信號(hào)，可以菌封劈Wf幾t。妾口可以用來(lái)作為雙通道信號(hào)發(fā)生器的輸出。1.3聲卡的工作原理聲音的本質(zhì)是一種波，表現(xiàn)為振幅、頻率、和位等物理量的連續(xù)性變化。聲卡作為語(yǔ)音信號(hào)與計(jì)算機(jī)的通用接U,其主要功能就是將所獲取的模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)DSP音效芯片的處理，將該數(shù)字信

4、號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出。輸入時(shí)，麥克風(fēng)或線路輸入（LineIn）獲取的音頻信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行播放、錄音等各種處理；輸出時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò)總線將數(shù)字化的聲音信號(hào)以PCM（脈沖編碼調(diào)制）方式送到D/A轉(zhuǎn)換器，變成模擬的音頻信號(hào)，進(jìn)而通過(guò)功率放大器或線路輸出（LineOut）送到音箱等設(shè)備轉(zhuǎn)換為聲波。1.4聲卡的配置及硬件連接使用聲卡釆集數(shù)據(jù)之前，首先要檢查L(zhǎng)ineIn和MicIn的設(shè)置。如圖2,打殲“音量控制”面板，在“選項(xiàng)”的下拉菜單中選擇“屬性”，得到如圖3的對(duì)話框在此對(duì)砌吐錄咅'弗記W瞭中的1?阿?？梢酝?/p>

5、制線路輸入的咅量來(lái)調(diào)節(jié)輸入的信號(hào)的幅度。圖2咅量控制面板:示下WS堡校WI0c?0麥克風(fēng)□收E㈱AA□吒送□立體，漘奮<

6、□Lt擇X□比擇這）MRe>coi&mLJ「城閣3音量控制面板屬性更改及錄音控制面板聲卡測(cè)量信號(hào)的引入應(yīng)采用音頻電纜或屏蔽電纜以降低噪聲干擾。若輸入信號(hào)電平高于聲卡所規(guī)定的最大輸入電平，則應(yīng)該在聲卡輸入插孔和被測(cè)信號(hào)之間配置一個(gè)衰減器，將被測(cè)信號(hào)衰減至不大于聲卡最大允許輸入電平。一般采用兩種連接線：a.—條一頭是3.5mm的插孔，另一頭是鱷魚夾的連接線；b.—條雙頭為3.5mm插孔的音頻連接線。我們也可以使用壞的立

7、體耳機(jī)做一個(gè)雙通道的輸入線，剪去耳機(jī)，保留線和插頭即可。1.聲卡的主要技術(shù)參數(shù)2.1采樣位數(shù)采樣位數(shù)可以理解為聲卡處理聲音的解析度。這個(gè)數(shù)值越大，解析度就越高，錄制和回放的聲音就越真實(shí)。我們首先要知道：電腦中的聲音文件是用數(shù)字0和1來(lái)表示的。所以在電腦上錄咅的本質(zhì)就是把模擬聲咅信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。反之，在播放時(shí)則是把數(shù)字信號(hào)還原成模擬聲音信號(hào)輸出。聲卡的位是指聲卡在采集和播放聲音文件時(shí)所使用數(shù)字聲音信號(hào)的二進(jìn)制位數(shù)。聲卞的位客觀地反映了數(shù)字聲音信號(hào)對(duì)輸入聲音信號(hào)描述的準(zhǔn)確程度。8位代表2A8=256，16位則代表2A16=64xl0A

8、3。比較一下，一段相同的音樂(lè)信息，16位聲卡能把它分為64x10A3個(gè)精度單位進(jìn)行處理，而8位聲卡只能處理256個(gè)精度單位，造成丫較大的信號(hào)損失，最終的采樣效果自然是無(wú)法相提并論的。位數(shù)越高，在定域內(nèi)能表示的聲波振幅的數(shù)目越多，記錄的音質(zhì)也就越高。2.2采樣頻率每秒鐘采集聲音樣本的數(shù)量。采集頻率越高，記錄的聲咅波形就越準(zhǔn)確，保真度就越高。但采樣數(shù)據(jù)量相應(yīng)變大，要求的存儲(chǔ)空間也越多。目前，聲卡的最高采樣頻率是44.1KHZ，有些能達(dá)96KHZ。一般將采樣頻率設(shè)為4擋，分別是44.1KHZ、22.05KHZ、11.025KHz、8KHz。

9、2.3緩沖區(qū)與一般數(shù)據(jù)采集卡不同，聲卡面臨的D/A和A/D任務(wù)通常是連續(xù)的。為了在一個(gè)簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)下較好地完成某個(gè)任務(wù)，聲卡緩沖區(qū)的設(shè)計(jì)有其獨(dú)到之處為7WCPU資源計(jì)算liH的CPU采用了緩沖區(qū)的工作方式。在這種工作方式下