论文部分内容阅读
当今世界,科学技术不断的进步,对测量仪器的要求也越来越高,如:要求测量设备多功能测试的综合性、测试环境的集成化、测试结果的人工智能层次、资源共享,等等。而另一方面,随着计算机技术和通讯技术的飞速发展,自动测试系统也迎来了虚拟仪器技术的时代。与传统的仪器相比,虚拟仪器的多功能综合度更高、测量环境更易集成,数据的处理功能更快速、更强大。基于虚拟仪器平台设计的测试系统,其硬件接口采用完全开放的统一标准,而仪器的测试功能则完全由用户编制软件进行定义,也就是把传统的仪器面板移到计算机的屏幕上成为所谓“软面板”。这种设计思想的好处是充分利用了计算机的计算速度使测试系统的数据处理能力大大提高,测试环境的集成更容易、更有效、操作界面更好、更简单;同时硬件接口通用化,使硬件的选择余地大、维护和更新以及扩充的成本更低,组建新的测试系统更方便,多种测量的要求能更好地满足。
音频分析,被广泛的应用于测量各类音频系统的时域特性、频域特性以及失真特性,相应地,往往需要购置多台价格昂贵的专用仪器;而如果要进行完整的音频测试,则需要把多台专用仪器组合起来、组合成一整套音频测试系统。采用这种方式整合的音频测试系统,各台仪器都有自己独立的面板,难于形成一个界面良好且统一的集成测试环境,而且各台仪器的数据采集通道相似或相同、造成硬件上不必要的重复和浪费。
本文在研究音频信号分析的基础上,引入近年来兴起的虚拟仪器技术,设计了基于虚拟仪器技术的音频信号测试系统,并成功应用于常见的AM/FM接收设备的测试。该AM/FM接收设备的测试系统利用计算机标准配置的声卡或者利用PCI标准的数据采集卡进行音频信号的输入、输出,利用LabVIEW图形化编程语言实现了音频信号多性能的综合分析。主要工作如下:
(1)分析目前存在的各种音频分析类仪器的主要功能和各自的优点和缺点,并且结合虚拟仪器的思想提出虚拟的音频分析的设计目标。
(2)虚拟仪器技术的发展与测试仪器系统结构的介绍。
(3)结合实验室的现有的条件实现低频的信号发生器。
(4)实现包括将标准的低频信号发生器产生的音频信号的调频和调幅发射输出的电路。
(5)利用软件工程中的结构化思想将基于虚拟仪器技术的音频分析设计分为音频信号采集、分析、显示、存储、打印以及控制等几个部分,并且分别以软件的形式实现。所有的功能模块内部实现不同的功能,外部提供统一的接口,通过相互之间的协调配合形成完整的音频分析测试系统。本文利用虚拟仪器技术构建的音频信号测试系统,实现了音频信号的综合测试分析,包括音频信号的失真度、电压及频率测量、时域幅值分析、频域幅值分析,以及所有结果的存储、打印、在线浏览等功能。基于本系统,可以构成简单、通用、价廉的单一音频设备的测试系统,也可以构成多设备多音频信号的功能强大的复杂测试分析系统。若继续开发完善系统网络化的功能,可进一步构成远程测控系统,对共享昂贵的测试仪器资源将其有重大意义。