把计算机作为主要实现的工具的信号分析仪，将计算机自带的功能与信号分析仪的一些器件在软件的帮助下进行了一个很好的融合，如果要实现数据的处理、运算、分析的一些测试的功能就必须在计算机强大的功能下去实现，从而使系统能够实现一些简单的测试功能。它操纵计算机显示屏可以非常容易的模拟多半数仪器的调节操控面板，以种种我们想要的形式表达而且要检测输入出来的成果，利用计算机这个平台去实现大多数的信号处理和波形数据分析，完成绝大部分的测量数据和控制等一些主要的工能。LabVIEW是一种非常有用的用于搭建数据收集与检测系统图形化的编程语言。本文运用LabVIEW设计出一个搜集信号、处理波形和分析数据的分析音频信号的一个软件。可以按照要求，搜集具有差异的频率和波长的信号，并能够对这个信号实施一些众多周知的分析，例如频域分析和时域分析。一开始对最初的信号实行频域频谱和时域波形的显示。最后再对滤波后的信号实行与之有联系的简单的分析，去除掉一些具有干扰的谐波信号。关键词LabVIEW、虚拟仪器、信号处理
目录
1 绪论 1
1.1课题的研究背景与意义 1
1.2系统概述 1
1.3信号分析的研究与发展现状 2
1.4论文的主要内容与章节安排 3
2 LabVIEW简介 4
2.1图形化虚拟仪器开发平台LabVIEW 4
2.2基于LabVIEW平台的虚拟仪器程序设计 5
3 信号采集模块 6
3.1声卡工作原理及性能指标 6
3.2声音信号的数据采集 7
3.3程序初始化和参数设置 8
4 信号处理模块 8
4.1信号的时域分析 8
4.2信号的频域分析 11
4.3信号的滤波处理 14
5信号的存储功能 16
6 波形处理 16
7 系统的调试 18
7.1信号分析仪的性能 18
7.2信号分析仪的操作界面 18
7.3信号分析仪的总程序框图 18
7.4信号分析仪的波形显示 20
总 结 22
致 谢 23
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文献 24
1 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
频域分析和时域分析是信号处理技术的主要的两部分。信号的波形如果随时间的改变而改变这个就是时域分析；信号在频域上实行处理、显示和分析这个就是频域分析[1]。将被测信号放入低通滤波器这个是最早的频谱分析仪，有多路分配器配送到并联的一组调谐到不同中心频率上的带通滤波器，检波器与滤波器的输出连接在一起，显示器轮流显示每个滤波器的输出。在电子电路技术发展越来越好的情况下，当代频谱分析仪开始把傅里叶变换作为最基本的，并且让电子电路来做到傅里叶变换，在时域信号实行数字化的后来，借助 DFT/FFT 这种方法求出信号的频谱，从而得到频谱分析[2]。然而，这种类型的信号分析仪还是让硬件电路来得到传统意义上的频谱分析仪，他们有着自身的不足之处 ：冗杂、全封闭和价格高等一系列的问题。在科技越来越发达和普及的时代，若果能够把虚拟仪器技术与信号分析仪相结合起来，这个就解决了以前硬件化频谱分析仪自身无法解决的问题[3]。
通过软件将计算机硬件自带的功能与仪器硬件很好的合并的虚拟仪器，从而把计算机最厉害的计算处理能力、控制力、稳定性和器件的测量功能很好的聚集在一块，在一定程度上减少了占用空间的大小和仪器硬件的成本[4]，而且借助软件的功能进行对数据的显示、分析处理和数据的存储。和普通的一些固定仪器不同，可以依据不同的用户的自身需求，快速地对虚拟仪器实施设计、维修、测试系统的升级和保护[5]。
1.2 系统概述
本设计是在基于 LabVIEW 的信号分析仪平台进行的，包括实现简单的信号处理、信号的时频分析和数字功能、波形化功能及存储数据功能的信号分析仪的教学系统平台[6]。
系统软件环境：采取 WIN7 中文操作系统和LabView 8.6软件平台，使用结构化和模块化的编程思路实行软件的应用设计 。在LabView 软件平台下，做到软件结构化是模块话编程的非常主要的手段。由四个模块组成了这个系统应用的程序 ：波形处理模块、数据存储模块、信号处理模块和信号采集模块[7]。在具体编程时按照从上往下的结构将每一个细小的任务做成结构完整、功能比较互不干扰的子程序块。软件部分总体构成如图1.2 所示。
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图1.2信号分析仪的总体设计
信号采集模块：实现测量信号参数的搜集，即从实验教学随机收集的不同的信号，然后通过 LabVIEW 的驱动程序实现信号采集的整个过程。
信号处理模块：这个模块是本系统软件的主要部分，主要处理获得到的信号，对信号特性、频域和波形信号的时域等。
信号存储模块：本模块完成将分析每个模块后的数据按照TXT格式保存在文本文档中，并存储在一定的目录下，方便用户的查询和实行数据的分析。
波形处理模块：此模块包含波形极大值、极小值幅值的保存和波形图像的存储。其中波形图像保存为bmp格式。
1.3 信号分析的研究与发展现状
20世纪 80年代 National Instruments Company(NI公司)首次提出了虚拟仪器的概念，NI倡导“用软件技术实现传统仪器的功能”这一理念[8]。开发人员通过对应用程序的编程，将计算机软件与周边一些具有特定功能的硬件联合起来，最终开发出一个面向用户的友好界面，用户操作界面时，就像操作自己设计和定义的一台仪器，顺利完成对数据的处理、采集、显示以及存储等功能。开发人员可以突破传统仪器受元器件和工艺水平的约束，根据客户需求，方便的设计、更改前面板样式，可以使开发周期进行减少，使开发的价格不会变的很昂贵。可以说，虚拟仪器技术的本质特征就是“软件即仪器”[9]。例如，用虚拟示波器替代一个传统的示波器，该虚拟示波器的前面板保留了传统示波器各个控制开关以及调节旋钮，用户可以直接上手使用而不需要重新适应和学习。80年代中期以来，虚拟仪器技术的研究已经渡过起步阶段，国内不少院校和企业，对虚拟仪器的研究、设计和生产使用，都形成了一定的规模，同时取得了巨大成就。
当代技术飞速发展，虚拟仪器的概念开始被越来越多的人所熟识，不同的虚拟仪器开发软件创造出来并得到更多的运用，其中比较典型的就是美国 NationalInstruments公司的LabView[10]。USA是世界上首个成功制造出虚拟仪器的国家，而且在计算机应用方面，研究软件应用方面的快速发展推动了虚拟仪器的发展]。在最开始的阶段，对虚拟仪器进行研究是再以语言为基础的环境下实现的（以计算机为平台），它可以实现简化和总线的编程的作用。信号分析仪作为一个前所未有的工具和以前的仪器相比，可以特地为软件的研制工作而建立一款特别的软件。
在国内，清华大学通过虚拟仪器和功能板卡等，顺利的研发出了“电路过渡过程分析仪”还有大量已经实践到每个不同的领域的极好的虚拟仪器[10]。河海大学把音频的频谱分析方面也加入到了虚拟仪器技术，在这个基础上还得到了准确度很到的科研成果。

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