孫楚璇　花卉

[摘要]用通用的計(jì)算機(jī)硬件來替換高成本的專用數(shù)據(jù)收集設(shè)備，將聲音卡作為數(shù)據(jù)收集硬件使用，將IabViW作為軟件開發(fā)平臺(tái)使用的虛擬儀器測(cè)試與分析系統(tǒng)，收集、保存各種音頻信號(hào)的控制和分析，以顯示系統(tǒng)構(gòu)筑和實(shí)現(xiàn)的可能性、信號(hào)時(shí)間區(qū)域和頻率區(qū)域的組合分析，提供系統(tǒng)和局部空間設(shè)計(jì)方式，提出方案。

[關(guān)鍵詞]聲卡 虛擬儀器

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及迅速發(fā)展，在測(cè)量技術(shù)方面，傳統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)和傳感器和訓(xùn)練技術(shù)的組合，形成了最新的虛擬設(shè)備測(cè)量技術(shù)。

一、聲卡的技術(shù)參數(shù)

聲音卡接到管理系統(tǒng)由無線傳感技術(shù)、模擬信號(hào)重新組成電力系統(tǒng)、聲音卡、電子計(jì)算機(jī)根據(jù)這四個(gè)組成部分組成，經(jīng)過無線傳感技術(shù)轉(zhuǎn)化為聲波，在前部重新組成電子電路和聲音卡的A/D轉(zhuǎn)化后實(shí)行變頻器被收集整理，最后，要通過軟件來實(shí)現(xiàn)，IabVIEW軟件可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、時(shí)間區(qū)域分析、頻率區(qū)域分析。

二、數(shù)據(jù)的采集與實(shí)現(xiàn)

IabVlEW是建立于G語言學(xué)的函數(shù)圖形的虛擬空間影像函數(shù)庫，首要的是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的獲得、結(jié)構(gòu)分析、加工和體現(xiàn)、計(jì)算機(jī)總線程序接口、VXI測(cè)量器和GPIB、通信端口測(cè)量器設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序程序設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程訪問測(cè)量器操作系統(tǒng)。與以往的編程語言的最大差異是，IabVIEW使用圖形語言來程序，以各種各樣的圖形標(biāo)志、圖形符號(hào)和連接形式進(jìn)行程序。在包括前面板、框圖程序和圖標(biāo)端口的Iabview程序中，幫助臺(tái)是用于設(shè)置輸入值和顯示輸出的交互式圖形用戶界面。阻塞程序使用圖形語言控制服務(wù)臺(tái)的控制和顯示量。圖標(biāo)關(guān)連網(wǎng)絡(luò)接口運(yùn)用IabVIEW應(yīng)用程序用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的歸納定義，配備另外的有關(guān)程序的流程。

IABVIEW提供了一系列使用Windows Vis的寫層功能的筆記本聲卡，這些功能可以使用Windows的低水平功能直接處理筆記本電腦聲卡的驅(qū)動(dòng)程序，低級(jí)別的封裝化，高速，IabVIEW靈活軟性很高，能夠滿足實(shí)時(shí)取得的需求。同時(shí)，IABVIEW提供了相應(yīng)的信號(hào)分析模塊，可以方便地進(jìn)行各種信號(hào)的分析和處理。

iabview 8.7系統(tǒng)軟件部分分為信號(hào)采集和數(shù)據(jù)分析，信號(hào)采集部分實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、接入方式選擇、耐壓、觸發(fā)通道、電平選擇等功能，另一方面，在時(shí)間區(qū)域監(jiān)視被收集的信號(hào)，實(shí)時(shí)顯示波形，數(shù)據(jù)分析部實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻率、振幅、功率光譜等，以功率光譜測(cè)量、數(shù)據(jù)保存、讀取及其他功能。

三、性能分析測(cè)試

為確定筆記本電腦聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集功能，將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)作為信號(hào)源，進(jìn)行信號(hào)采集測(cè)試，圖1為采集系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)界面，下圖1為筆記本電腦系統(tǒng)采集的實(shí)際信號(hào)波形，正弦波信號(hào)f=500Hz，采樣頻率f=96KHz。

為了有利于闡明這樣手提式電腦的聲卡確保管理系統(tǒng)的獲得性能指標(biāo)，構(gòu)思了一種電子信號(hào)取樣頻率領(lǐng)域的測(cè)試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。依據(jù)手提式電腦的聲音卡的顯示技術(shù)，便攜式電腦的聲音卡被設(shè)置為單一傳輸信道，16位的取樣準(zhǔn)確與精密，采樣頻率分別為11025，22.05，44.1，48，96kHz個(gè)等級(jí)可選。在現(xiàn)在的設(shè)定中，將收集的信號(hào)連接到筆記本電腦，與筆記本電腦的聲音卡的LineIn端口相連接，因?yàn)長(zhǎng)ineIn口擁有觸控板即高倍率運(yùn)行，所以需對(duì)系統(tǒng)開展工作電壓規(guī)范化。規(guī)范化措施如下：先開始“錄音處理”文本框，選取聲音強(qiáng)度并將控制信號(hào)輸入端口配置為線路輸入。同時(shí)，挑出合適的放大倍數(shù)，進(jìn)而采用合乎標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)和傳感器校準(zhǔn)電壓，使波形頻率呈現(xiàn)對(duì)等電子信號(hào)的實(shí)際電壓值。

測(cè)試所用儀器如下：標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，型號(hào)為Gwinstek SFG 2110數(shù)字示波器，型號(hào)為TekTronixTD3064B。在本次試驗(yàn)中，檢驗(yàn)說明了應(yīng)用的輸入電子信號(hào)是由合乎標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)發(fā)生器生成的單一頻度的正弦波信號(hào)。

（一）頻譜分析

在這次的實(shí)驗(yàn)中如圖2，測(cè)試的結(jié)果是信號(hào)頻率在0.003～46kHz的范圍內(nèi)，根據(jù)系統(tǒng)所收集的信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之間的相對(duì)誤差不到0.0067%。在48 kHz，相對(duì)誤差為1.56%，因此，當(dāng)誤差小于2%時(shí)，結(jié)果顯示基于0.003～48kHz范圍內(nèi)的動(dòng)作頻率頻譜分析系統(tǒng)的虛擬圖像的筆記本電腦聲卡。

（二）幅頻特性分析

信號(hào)源發(fā)生器輸出電壓固定，當(dāng)頻率為lOkHz時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行電壓標(biāo)定，輸入信號(hào)頻率范圍為0.001～48kHz，在圖3中提取的聲音卡的測(cè)試數(shù)據(jù)、振幅頻率特性圖的分析結(jié)果為圖3，當(dāng)信號(hào)衰減為3db時(shí)，斷開頻率分別為3kHz和44kHz，因此，只要測(cè)量信號(hào)的頻率集中在0.003-44kHz的范圍內(nèi)，使用聲卡的信號(hào)采集系統(tǒng)就能正確地得到信號(hào)。