虛擬聲學(xué)信號采集系統(tǒng)設(shè)計論文

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1虛擬聲學(xué)信號采集分析系統(tǒng)設(shè)計研究

1.1系統(tǒng)前面板的設(shè)計

虛擬儀器的前面板設(shè)計是否合理對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

對各個的功能模塊進(jìn)行分割編寫，采用模塊式的編寫方式逐個進(jìn)行分割，然后將分割編寫的模塊整理集合以構(gòu)成一個新的系統(tǒng)控制程序。程序模塊主要包括三個模塊，第一種是實時信號采集模塊；第二種是信號處理分析模塊；第三種是仿真信號模塊。這三種模塊對系統(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。另外，對這三種模塊的編寫整合構(gòu)成新的程序框圖。

1.2.1實時信號采集模塊實時信號采集模式可以通過對信號的有效分析處理對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并且實時信號采集模式可以根據(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)實際的情況和參數(shù)設(shè)置好以后將信號選擇的按鈕調(diào)制實時信號檔上。開始設(shè)置各個快捷按鈕，如停止按鈕、退出按鈕、對信號的采集保存等按鈕。

1.2.2信號處理分析模塊設(shè)置完成應(yīng)用信號處理分析模塊一般是對數(shù)據(jù)進(jìn)行時域分析以及頻域分析。其中時域分析可分為對參數(shù)的測量、對諧波失真分析、最后是自相關(guān)分析。在對信號進(jìn)行分析處理的過程中，如果單單只對信號進(jìn)行頻域分析，信號所具有的全部特征并不能完全的顯示出來，也就是時域分析有時候不能完全滿足對信號的分析，這就需要對信號進(jìn)行頻域分析，以更加全面完整的分析出信號所具有的全部性質(zhì)。在LabVIEW中，如果要對信號進(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仿真信號模塊的完成應(yīng)用仿真信號模塊的作用我們不可忽視，生活中并不是所有的信號都能用實際的儀器產(chǎn)生，當(dāng)無法獲得實際的信號時，可以用仿真信號作為任意頻率的信號，也可以用仿真信號作為標(biāo)準(zhǔn)的信號源，對其產(chǎn)生的信號做信號的檢測系統(tǒng)。這種仿真信號模塊包含波形顯示以及噪聲的添加等功能。仿真信號可以產(chǎn)生一些日常生活中我們常見的信號，如正弦波、方波以及三角波等。并且用戶可以很據(jù)自身的需要對信號的頻率、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。

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，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其進(jìn)行整流。輸出信號以后接入虛擬信號采集分析系統(tǒng)，可以得到一些波形。事實證明，虛擬儀器的信號采集分析系統(tǒng)的采集性能可以達(dá)到人們所需要的理想信號。實踐證明，虛擬儀器信號采集分析系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在噪聲監(jiān)測、信號分析以及實驗教學(xué)當(dāng)中。

3結(jié)語

當(dāng)前，虛擬儀器已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到對各種信號的采集分析，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)。文中還對虛擬聲學(xué)信號采集系統(tǒng)做了研究，主要研究了系統(tǒng)前面板的設(shè)計和程序框圖設(shè)計，程序框圖設(shè)計中，對三種模塊進(jìn)行編寫，最后組合成一個完整的新的程序框圖。隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，虛擬儀器在各個領(lǐng)域會有更大的影響。

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