2024年基于Labview的声音信息采集与处理VIP免费

实验四基于ＬaｂVＩＥW的声音数据采集一、背景知识在虚拟仪器系统中,信号的输入环节一般采用数据采集卡实现。商用的数据采集卡具有完整的数据采集电路和计算机借口电路，但一般比较昂贵，计算机自带声卡是一个优秀的数据采集系统,它具有A/Ｄ和D/A转换功能，不仅价格低廉,而且兼容性好、性能稳定、通用性强，软件特别是驱动程序升级方便如被测对象的频率在音频范围内，同时对采样频率要求不是太高，则可考虑利用声卡构建一个数据采集系统。1.从数据采集的角度看声卡1．１声卡的作用从数据采集的角度来看,声卡是一种音频范围内的数据采集卡，是计算机与外部的模拟量环境联系的重要途径。声卡的主要功能包括录制与播放、编辑和处理、MIＤI接口三个部分。1.2声卡的硬件结构图１是一个声卡的硬件结构示意图。一般声卡有４～5个对外接口。图１声卡的硬件结构示意图声卡一般有LineＩｎ和MｉcＩn两个信号输入，其中ＬinｅIn为双通道输入，MｉcIn仅作为单通道输入。后者可以接入较弱信号，幅值大约为0．0２~0．2V。声音传感器（采用通用的麦克风)信号可通过这个插孔连接到声卡。若由MicIn输入，由于有前置放大器，容易引入噪声且会导致信号过负荷,故推荐使用LｉneＩn,其噪声干扰小且动态特性良好，可接入幅值约不超过1.５V的信号。另外,输出接口有2个,分别是WaveOuｔ和SＰKOut。ＷaｖeOｕt（或ＬinｅＯuｔ)给出的信号没有经过放大，需要外接功率放大器,例如可以接到有源音箱；SPＫOuｔ给出的信号是通过功率放大的信号,可以直接接到喇叭上。这些接口可以用来作为双通道信号发生器的输出。１．3声卡的工作原理声音的本质是一种波,表现为振幅、频率、相位等物理量的连续性变化。声卡作为语音信号与计算机的通用接口,其主要功能就是将所获取的模拟音频信号转换为数字信号,经过ＤＳP音效芯片的处理，将该数字信号转换为模拟信号输出。输入时，麦克风或线路输入（LinｅIn）获取的音频信号通过A/Ｄ转换器转换成数字信号,送到计算机进行播放、录音等各种处理；输出时，计算机通过总线将数字化的声音信号以PCＭ(脉冲编码调制)方式送到D/Ａ转换器,变成模拟的音频信号,进而通过功率放大器或线路输出(ＬineOｕｔ)送到音箱等设备转换为声波。1.4声卡的配置及硬件连接使用声卡采集数据之前，首先要检查LｉneIｎ和ＭicIn的设置。如图2,打开“音量控制”面板,在“选项”的下拉菜单中选择“属性”,得到如图３的对话框，在此对话框上选择“录音”,并配置列表中的选项即可。可以通过控制线路输入的音量来调节输入的信号的幅度。图2音量控制面板图3音量控制面板属性更改及录音控制面板声卡测量信号的引入应采用音频电缆或屏蔽电缆以降低噪声干扰。若输入信号电平高于声卡所规定的最大输入电平，则应该在声卡输入插孔和被测信号之间配置一个衰减器，将被测信号衰减至不大于声卡最大允许输入电平。一般采用两种连接线：a.一条一头是3.５ｍm的插孔,另一头是鳄鱼夹的连接线;b．一条双头为3.５ｍｍ插孔的音频连接线。我们也可以使用坏的立体耳机做一个双通道的输入线,剪去耳机,保留线和插头即可。2.声卡的主要技术参数2．1采样位数采样位数可以理解为声卡处理声音的解析度。这个数值越大,解析度就越高,录制和回放的声音就越真实。我们首先要知道：电脑中的声音文件是用数字0和１来表示的。所以在电脑上录音的本质就是把模拟声音信号转换成数字信号。反之,在播放时则是把数字信号还原成模拟声音信号输出。声卡的位是指声卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进制位数。声卡的位客观地反映了数字声音信号对输入声音信号描述的准确程度。8位代表2的８次方——2５６,16位则代表2的１６次方——64。比较一下，一段相同的音乐信息，1６位声卡能把它分为64个精度单位进行处理，而８位声卡只能处理２56个精度单位，造成了较大的信号损失,最终的采样效果自然是无法相提并论的。位数越高,在定域内能表示的声波振幅的数目越多，记录的音质也就越高。2.2采样频率每秒钟采集声音样本的数量。采集频率越高,记录的声音波形就越准确，保真度就越高。但采样数据量相应变大,要求的存储空间也越多。目前,声卡的最高采样频率是...