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基于LabVIEW和声卡的低频信号发生器

基于LabVIEW,结合声卡设计的低频信号发生器,可产生普通的各类波形,并且可产生扫频信号。

基于LabVIEW和声卡的低频信号发生器设计与实现

作者:赵运基 指导老师:樊利民

摘要:介绍了基于LabVIEW和声卡的低频信号的设计与实现。

关键词:声卡LabVIEW低频信号发生器

在相当多的电子实验和测量中基本上都要用到低频信号发生器。在精确度要求不是很高的测试和试验中,本着资源充分利用的原则,我们考虑了基于LabVIEW和声卡的频率可调,幅度可调的低频信号发生器。

设计思想

按频段划分,低频信号发生器的频率在1Hz~20KHz或1M范围。声卡是将输入的音频信号转换为立体声输出的一种设备。现今民用的多媒体声卡的频率响应~般为40Hz~16000Hz。普通的声卡的采样频率可以选择8000Hz,11000Hz,16000Hz,2200Hz,44100Hz。对于一般的声卡输出低频信号的范围是完全没有问题的。而且PC机中的声卡配置已经是标准的配置了。现在的测试和试验一般都要用到PC机。因此充分的应用了现有的资源来完成测试和试验是一个基本的要求。 同时LabVIEW具有强大的信号处理和信号产生的功能,其现成的信号产生VI可以实现输出各种信号。同时它的图形化的界面给我们提供了更加直观的信号特征。通过这个图形化的编程语言,使实现低频信号的产生更加简单方便。这样在做测试和试验时可以提高效率。同时在软件环境下可以直接的调用声卡,为编程降低了一部分的难度。

二者的有效的结合可以实现低频信号发生器的功能。同时LabVIEW环境下可以生成可执行文件,这样的话对于应用更加的方便。没有必要每一台PC机都要装上LabVIEW软件。这样也为应用节约了一部分的软件的成本。

技术指标

这里主要的介绍一下声卡的技术指标。

声卡最主要的指标共有三个:分辨率、采样频率、声卡的频率范围和频率响应。 分辨率可以理解为声卡对要处理音频信号的分辨能力,目前这个分辨的能力主要的体现在声卡的采样位数上。主流声卡的采样位数一般都是12位的。采样位数可以理解为声卡处理音频信号的解析度,数值越大解析度越高,录制和回放的声音就越真实,所以说它客观的反映了声卡的分辨率。本文采用的是16位的。16位的采样位数完全不逊色于一般的数据采集卡,由此可见应用声卡完全可以满足低频信号的精度要求。

采样频率,如前面所述最高的采样频率为44.1KHz。也有少数的可以达到48KHz,对于音频范围内的信号来说这样的采集频率已经可以满足要求了。因为这样的采集频率也是信号的输出频率。

声卡的频率范围和频率响应。基于声卡的信号发生器必须要求信号的频率稳定即是良好的幅频特性。在本文中应该表现为,当输出的幅值恒定时在输出的不同频率的信号的幅值应该保持恒定。 本文中采用的声卡的设备名称为Realtek ALC650 AC97 Audio。支持的采样率为l 1.025KHz:22.05KHz;44.1KHz等三个频率。每个采样频率下都支持单声道8位,单声道16位,和立体声8位,立体声16位。同时还支持音量的控制和左右声道音量控制,立体声是5Bit音量控制的.我们也可以看出基于该声卡的信号发生器的精度在音频范围内不逊色于一股的声卡,并且可以实现频率和幅度可变.

软件环境

软件环境下的声卡调用

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