基于LabVIEW和声卡的频谱分析仪

摘要

频谱分析仪针对频域测量是必不可少的分析仪器，因其专有的频谱分析功能，成为对信号进行测试、测量的必备仪器，同时也是研发、生产、检验电子产品的常用工具。其主要功能是显示输入信号的频谱特性，另外还具有对信号滤波、幅值域分析、傅里叶分析等功能。
　　本系统的整个设计是基于NI公司的LabVIEW并结合运用虚拟仪器技术进行展开的，以计算机现有的相关硬件为依托，加上编好的软件程序从而来实现的一种虚拟的软件频谱分析仪。首先，在能够保证系统性能和可行性的前提下，采用计算机声卡完成双通道声音信号的采集，本声卡所提供的采样精度为16位。目前声卡的采样率44.1KHz，48KHz或更高，设计中采用的是44.1KHz，根据采样定理，所能测试的最高频率为22KHz。然后，通过LabVIEW软件平台完成整个系统的设计，该分析仪实现的功能主要包括数据的保存与回放、音频信号的时域分析、频域分析、滤波、计权声压级的测量和比较、倍频程的测量、以及各个通道波形的显示等。同时具有较好的人机交互界面，更好的灵活性，与传统的硬件仪器相比大大节约了成本。因此，此分析仪可以应用在多种不同的需求环境下，而且可以经过不断的更新设计程序和软件来增强虚拟仪器的功能。
　　本系统能够实现传统频谱仪的基本功能，具有价格低廉、升级容易、通用性好、灵活性强等优点，能够应用到信号频谱分析、工业测量、虚拟仪器教学、科研工作等领域。由于采集过程采用的是计算机声卡，采集到的是音频信号，因此在音频声学测量领域具有更广阔的应用前景。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题实现的意义

1．3 国内外研究现状

1．4 研究内容及安排

2 LabVIEW编程基础

2．1 LabVIEW简介

2．2 虚拟仪器技术

2．3 LabVIEW编程环境

2．4 本章小结

3 基于声卡的数据采集技术

3．1 声卡介绍

3．2 采集系统实现

3．3 音频信号的保存

3．4 本章小结

4 系统总体设计

4．1 系统总体架构

4．2 信号回放模块

4．3 滤波模块

4．4 时域分析模块

4．5 频域分析模块

4．6 声压级测量模块

4．7 倍频程测量模块

4．8 本章小结

5 系统调试和运行结果

5．1 系统运行的基本条件

5．2 声卡配置

5．3 系统运行结果

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献