虛擬聲學(xué)信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

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1虛擬聲學(xué)信號(hào)采集分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

1.1系統(tǒng)前面板的設(shè)計(jì)

虛擬儀器的前面板設(shè)計(jì)是否合理對(duì)虛擬儀器的使用效果有著重要的影響，它直接面向使用者，使用者對(duì)其分布的合理程度也有著很高的要求。

1.2系統(tǒng)的程序框圖設(shè)計(jì)

對(duì)各個(gè)的功能模塊進(jìn)行分割編寫，采用模塊式的編寫方式逐個(gè)進(jìn)行分割，然后將分割編寫的模塊整理集合以構(gòu)成一個(gè)新的系統(tǒng)控制程序。程序模塊主要包括三個(gè)模塊，第一種是實(shí)時(shí)信號(hào)采集模塊；第二種是信號(hào)處理分析模塊；第三種是仿真信號(hào)模塊。這三種模塊對(duì)系統(tǒng)都有著很重要的影響，它們以不同的角色為系統(tǒng)提供服務(wù)，滿足用戶的需求，產(chǎn)生令用戶滿意的信號(hào)。另外，對(duì)這三種模塊的編寫整合構(gòu)成新的程序框圖。

1.2.1實(shí)時(shí)信號(hào)采集模塊實(shí)時(shí)信號(hào)采集模式可以通過對(duì)信號(hào)的有效分析處理對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并且實(shí)時(shí)信號(hào)采集模式可以根據(jù)用戶所設(shè)置的聲音格式從聲卡中得到相關(guān)數(shù)據(jù)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。這種模塊在開始采集數(shù)據(jù)前要注意，參數(shù)的設(shè)置要根據(jù)實(shí)際的情況和參數(shù)設(shè)置好以后將信號(hào)選擇的按鈕調(diào)制實(shí)時(shí)信號(hào)檔上。開始設(shè)置各個(gè)快捷按鈕，如停止按鈕、退出按鈕、對(duì)信號(hào)的采集保存等按鈕。

1.2.2信號(hào)處理分析模塊設(shè)置完成應(yīng)用信號(hào)處理分析模塊一般是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域分析以及頻域分析。其中時(shí)域分析可分為對(duì)參數(shù)的測量、對(duì)諧波失真分析、最后是自相關(guān)分析。在對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理的過程中，如果單單只對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域分析，信號(hào)所具有的全部特征并不能完全的顯示出來，也就是時(shí)域分析有時(shí)候不能完全滿足對(duì)信號(hào)的分析，這就需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域分析，以更加全面完整的分析出信號(hào)所具有的全部性質(zhì)。在LabVIEW中，如果要對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域分析，就要以FFT為分析的基礎(chǔ)，才能進(jìn)行具體分析。

1.2.3仿真信號(hào)模塊的完成應(yīng)用仿真信號(hào)模塊的作用我們不可忽視，生活中并不是所有的信號(hào)都能用實(shí)際的儀器產(chǎn)生，當(dāng)無法獲得實(shí)際的信號(hào)時(shí)，可以用仿真信號(hào)作為任意頻率的信號(hào)，也可以用仿真信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)源，對(duì)其產(chǎn)生的信號(hào)做信號(hào)的檢測系統(tǒng)。這種仿真信號(hào)模塊包含波形顯示以及噪聲的添加等功能。仿真信號(hào)可以產(chǎn)生一些日常生活中我們常見的信號(hào)，如正弦波、方波以及三角波等。并且用戶可以很據(jù)自身的需要對(duì)信號(hào)的頻率、幅值、以及采樣頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生用戶所需要的信號(hào)。

2研究應(yīng)用

整流電路中應(yīng)用虛擬聲學(xué)采集分析系統(tǒng)研究采集系統(tǒng)的采集性能。在整流電路中應(yīng)用虛擬采集分析系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該注意采樣的頻率要保持20Hz~20kHz之間，如果想得到更加完整較好的波形，就可以將頻率控制在100Hz~15kHz之間。在整流點(diǎn)路中要進(jìn)行對(duì)正弦先好進(jìn)行整流的過程中，可應(yīng)用二極管半波整流電路對(duì)其進(jìn)行整流。輸出信號(hào)以后接入虛擬信號(hào)采集分析系統(tǒng)，可以得到一些波形。事實(shí)證明，虛擬儀器的信號(hào)采集分析系統(tǒng)的采集性能可以達(dá)到人們所需要的理想信號(hào)。實(shí)踐證明，虛擬儀器信號(hào)采集分析系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在噪聲監(jiān)測、信號(hào)分析以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中。

3結(jié)語

當(dāng)前，虛擬儀器已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到對(duì)各種信號(hào)的采集分析，作用不容小視。虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器相比，優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比傳統(tǒng)儀器多的多。例如，與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器的智能化程度遠(yuǎn)比傳統(tǒng)儀器的高，處理能力比傳統(tǒng)儀器的處理能力強(qiáng)；虛擬儀器的系統(tǒng)費(fèi)用要比傳統(tǒng)儀器的系統(tǒng)費(fèi)用低，并且虛擬儀器的復(fù)用性較強(qiáng)；從可操作性能上看，虛擬儀器的可操作性比傳統(tǒng)儀器的可操作性強(qiáng)。文中還對(duì)虛擬聲學(xué)信號(hào)采集系統(tǒng)做了研究，主要研究了系統(tǒng)前面板的設(shè)計(jì)和程序框圖設(shè)計(jì)，程序框圖設(shè)計(jì)中，對(duì)三種模塊進(jìn)行編寫，最后組合成一個(gè)完整的新的程序框圖。隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，虛擬儀器在各個(gè)領(lǐng)域會(huì)有更大的影響。

作者；劉東陽 孫文康 童元正 單位：浙江海洋學(xué)院 海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院