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基于声卡的信号发生器设计(LabVIEW)设计资料

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romno 发表于 2018-12-18 14:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
如图 4.1 至 4.5 所示,在调试的过程中,程序产生的波形经声卡输出,经过耳机线与示波器相连。在产生波形的同时, 电脑声卡播放出不同的声音,当调节不同的频率时,其音调也发生变化,由此可知实现了不同波形的切换。当产生的波形由于受到声卡的限制,其频率在20Hz—20000Hz 内连续可调,幅度调节范围为-1.5—1.5V,公式波形输入、相位、方波占空比、偏移量等可通过前面板相应的控件进行调节。

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利用示波器显示检验输出的波形,发现设置声卡发出信号频率为100Hz 时,示波器显示信号频率为100.012Hz,误差约为 0.012%,波形正常,调节其他频率时,示波器上显示频率与信号频率相差不大。并且可以实现幅值、相位等参数的调节及公式波形的输入。
当调大波形信号输出的幅值超过 1.5V 时,发现示波器检验的正弦波波形正常,但是其他波形会有误差,发生波形失真的现象。其原因只要是方波、三角波、锯齿波等波形表达式经傅里叶级数展开可分成许多频率的波形,从电脑产生的波形经声卡转换输出后会有较大的误差,而正弦波频率单一,没有出现失真。
此外,除了以上声卡带来的误差以外,还有外界干扰的影响带来的误差,耳机线输出不稳定带来的干扰误差。

在本次设计中主要是结合了老师上课讲的知识和查阅到的相关资料来进行本次设计。在设计中,我主要负责声卡输出部分,也是本次设计中出现问题比较多的部分。
首先是软件设计时,在配置声音输出参数时建立采样信息簇的时候,对簇的建立熟悉和所需要添加的元素不了解,刚开始尝试创建各种元素的常量来实现簇的建立,花了不少时间。后来查阅资料,发现采样信息簇的 Fs 代表采样率,#s 代表采样数,采样信息自然要连接与采样有关的元素,才正确的创建了每通道缓冲数和采样率元素的簇。 在设计写入声音输出 VI 时,由于采用的是 DBL(多声道的声音数据),然而设计的是单通道的,最后导致出现错误。在不了解该子 VI 时,并不知道问题出现在哪,通过对该 VI 的帮助,了解到 DBL 用于多声道声音数据,所以通过多态 VI 选择器,选择自动,解决了该问题。
最后在硬件部分,主要是由于连接线是耳机,在剥去绝缘层后可能会导致铜丝有一些破损,导致通过声卡连接到示波器时产生了较大的干扰,使波形的输出与原波形产生误差。受到声卡的限制,波形的频率选择只能在 20Hz—20000Hz,幅值低于 1.5V,因此存在许多缺陷。改进方法可以通过数据采集卡利用 USB接口连接示波器和计算机。 实验室中使用的信号发生器一般是双通道的,而且示波器也是双通道的,所以设计之前计划设计一款双通道的简易信号发生器,在设计完成以后,计算机中运行可以产生双通道信号,而且通过完好的耳机输出声音信号,可以听到左右不同的音调,所以设计不存在问题。但是由于我们只有一根线是完好的,所以在通过耳机输出信号到示波器进行显示时只能显示单通道的信号,最后只能删除一个通道,采用单通道输出。

在这次设计中,查阅了很多的资料,以此来慢慢的解决设计过程中出现的问题,完善程序设计,实现相应的功能。利用声卡设计简易的信号好生器有效的利用了计算机的功能,成本较低,可以实现采集、模数转换、显示、播放等功能,以及实现信号发生器的基本功能。但是其相比于数据采集卡在精度、频率调节范围、幅值范围等方面也存在很多的局限性。

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基于LabVIEW的信号发生器罗蒙 .pdf (2.3 MB, 下载次数: 79)

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小小白2018 发表于 2019-2-19 21:54 | 显示全部楼层
好多不懂的诶,毕业设计就是做这个,能请教请教你吗
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super_lee 发表于 2019-4-8 17:20 | 显示全部楼层
这个作用还是不错的,对于要求不高的可以用
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super_lee 发表于 2019-4-8 17:20 | 显示全部楼层
这个功能不错,最近也在用。
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 楼主| romno 发表于 2019-4-15 16:30 | 显示全部楼层
小小白2018 发表于 2019-2-19 21:54
好多不懂的诶,毕业设计就是做这个,能请教请教你吗

我懂得也不很全,不知你哪里不懂,我知道的可以告诉你。
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123fight 发表于 2019-4-25 15:02 | 显示全部楼层
romno 发表于 2019-4-15 16:30
我懂得也不很全,不知你哪里不懂,我知道的可以告诉你。

大佬我也想做但是,我插上耳机以后能够听到音调变化,但是用示波器测量输出波形的时候看不到,示波器检测不到信号请问是怎么回事
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zzz123456qq 发表于 2019-5-17 13:01 | 显示全部楼层
请问一下我做的也是声卡和labview的虚拟信号发生器,为什么接示波器时方波和锯齿波有严重失真现象呢

锯齿波

锯齿波

方波

方波
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xiaowuzxc 发表于 2020-3-8 10:52 | 显示全部楼层
zzz123456qq 发表于 2019-5-17 13:01
请问一下我做的也是声卡和labview的虚拟信号发生器,为什么接示波器时方波和锯齿波有严重失真现象呢

可能是接地环路造成的,电脑地、音频地、示波器接地、插座成一个环了。以前搞功放也出现过这种问题,用隔离变压器解决的
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AMEL1E 发表于 2020-4-21 16:56 | 显示全部楼层
xiaowuzxc 发表于 2020-3-8 10:52
可能是接地环路造成的,电脑地、音频地、示波器接地、插座成一个环了。以前搞功放也出现过这种问题,用隔 ...

大佬请问下你做成功了吗
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linellie 发表于 2020-5-19 07:21 | 显示全部楼层
这个功能不错
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zry991122 发表于 2020-5-27 11:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 zry991122 于 2020-5-28 08:59 编辑

考一下呢?
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HJ_S 发表于 2021-9-25 17:16 | 显示全部楼层
谢谢分享,看这个不是为了别的什么目的,主要是学习一下思维和文笔,提升一下创作水平和阅读视野。
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李坚 发表于 2021-10-20 15:59 | 显示全部楼层
最近一直想了解下声音采集
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