基于LabVIEW信号分析系统的设计

论文摘要

虚拟仪器是20世纪80年代兴起的一项新技术,是现代仪器仪表发展的重要方向,在建模仿真、设计规划和教育训练等方面都有应用。目前NI公司所提供数据采集设备性能好,但是价格昂贵,构建信号分析系统成本偏高。计算机声卡具备数据传输和A/D转换功能,作为数据采集卡具有价格低廉、开发容易和系统灵活等优点。基于上述分析,本文用计算机声卡代替普通采集卡作为硬件,在LabVIEW平台上设计了一个信号分析系统,并在信号分析实验中进行了应用。主要贡献为下述几点:1)提出了采用声卡作为数据采集设备构建虚拟音频信号分析系统并应用于实验教学的设想。通过高校实验室现状的调研和对声卡性能的分析,分析了由声卡组建可以用于实验教学的信号分析系统的必要性和可行性。2)构建了基于LabVIEW的音频信号采集分析系统,具有信号采集、分析、波形显示、存储以及数据文件再调用分析等功能。分析、解决了设计及实现过程中出现的问题。3)对提出的设计方法进行了大量的仿真实验,通过实验结果证明了系统设计的合理性和可行性。所生成的采集软件交互性好、操作方便,并且可以根据用户的需求进行功能扩充,为低成本下构建数据采集系统提供了一种思路,可以应用到语音识别、环境噪声监测和实验室测量等多种领域,应用前景广阔。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题开发背景和发展现状
• 1.2 研究的意义
• 1.3 本文组织结构
• 第二章 虚拟仪器、声卡及数据采集理论
• 2.1 虚拟仪器介绍
• 2.1.1 虚拟仪器的特点
• 2.1.2 虚拟仪器的开发平台
• 2.2 LABVIEW 简介
• 2.2.1 LabVIEW 的作用
• 2.2.2 选用LabVIEW 的原因
• 2.3 声卡简介
• 2.4 信号分析理论
• 2.4.1 数据采集理论基础
• 2.4.2 快速傅立叶变换（FFT）
• 2.4.3 谐波分析理论
• 第三章 信号分析系统解决方案
• 3.1 声卡作为数据采集卡的可行性分析
• 3.2 信号分析系统设计方案比较
• 3.3 信号分析系统设计的基本方法
• 3.3.1 模块化编程思想
• 3.3.2 系统模块划分
• 第四章 信号分析系统的设计
• 4.1 系统首页的设计
• 4.2 主页面的设计
• 4.3 信号源选择模块的设计
• 4.3.1 实时采集信号的设计
• 4.3.2 历史重载信号的设计
• 4.3.3 仿真信号的设计
• 4.4 信号分析处理模块的设计
• 4.4.1 时域分析的设计
• 4.4.2 频域分析的设计
• 4.4.3 辅助功能模块的设计
• 4.5 自动错误处理
• 4.6 文件管理
• 4.7 程序的运行与调试
• 4.7.1 运行 VI
• 4.7.2 调试 VI
• 4.8 本章小结
• 第五章 实验结果与分析
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 详细摘要