[发明专利]一种基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计

说明书

本发明涉及一种基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计，本发明具有双通道、高保真、22K甚至44KHz的采样率，实现了音频信号的实时采集、实时存储、回放、信号分析（时域分析和频域分析）等多种功能。本发明具有设计简便、成本低、通用性高、扩展性好、界面大方简洁等优点，可广泛应用于工程测量和科学实验室等环境。

技术领域

本发明专利涉及电子设计技术领域，尤其涉及一种基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计。

背景技术

数据采集是信号分析与处理的一个重要环节，在许多工业控制与生产状态监控中，都需要对各种物理量进行数据采集与分析。但是，专用数据采集卡的价格一般比较昂贵，而本发明的PC机的声卡就是一个很好的双通道数据采集卡。

发明专利内容

本发明专利涉及一种基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计，本发明具有双通道、高保真、22K甚至44KHz的采样率，实现了音频信号的实时采集、实时存储、回放、信号分析（时域分析和频域分析）等多种功能。

本发明具有设计简便、成本低、通用性高、扩展性好、界面大方简洁等优点，可广泛应用于工程测量和科学实验室等环境。

附图说明

图1：声卡采集系统原理框图。

图2：声卡参数设置以及采集音频信号图。

图3：音频信号后面板程序图。

图4：信号发生器面板图。

图5：信号发生器的前面板图。

图6：信号发生器所产生的波形图。

图7：波形回放前面板图。

图8：虚拟频谱分析仪界面图。

图9：波形回放后面板程序以及虚拟数据分析仪框图程序图。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明专利涉及一种基于声卡的音频采集分析仪与信号发生器设计，本发明具有双通道、高保真、22K甚至44KHz的采样率，实现了音频信号的实时采集、实时存储、回放、信号分析（时域分析和频域分析）等多种功能。

进一步的，声卡采集系统原理框图如图1所示。本发明主要由声源、信号调理模块、计算机声卡以及安装于计算机机上的LabVIEW软件等几部分组成。工作过程为：输入时，测试信号首先经过信号调理电路，利用PC机声卡的麦克风输入（mic in）或线路输入（linein）作为信号的输入端口，将获取到的模拟音频信号经过左右两个通道和A/D转换后送入计算机，通过LabVIEW编写的采集程序进行各种处理和保存；输出时，经过采集系统处理的数据通过总线将数字化的信号以PCM方式送到D/A转换器，编程模拟的音频信号由线路输出（line out）端口通过耳机或音响转换为音波播放出来。信号调理电路：在信号进入声卡之前必须经过信号调理，主要包括信号的放大、滤波、隔离和线性化处理，以使其能够被声卡正确的识别。声卡的麦克风（mic in）输入端具有高增益放大器，会使得信号产生较大失真，所以选择线路（line in）输入信号时，其输入电压应为-1～+1V。声卡：计算机的声卡作为数据采集卡，其A/D转换功能已经成熟，而且计算机无需添加额外配件便能完成所有音频信号的采集功能，具有价格低廉、采样精度高，与LabView结合编程简单等优点，因此，利用声卡可以构成一个较高采样精度、中等采样频率、灵活性好的信号采集系统。