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蜘蛛侠
- 论坛发烧友
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- 2008-07-31
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发表于 2008-08-17 14:13
|只看楼主
基于声卡的信号测试系统
几乎每台电脑或掌上电脑都有一个内置声卡。声卡通常被用来作为音频输入输出设备，用于记录、合成和回放语言、音乐和歌曲。然而，声卡其实可以做得更多。
从测控的角度来看，声卡是一个具有双通道A/D和双通道D/A的信号采集和输出设备。它在音频范围内有很平滑的频率响应，采样频率可达192kHZ，采样深度可达24Bit，存储深度极大，可完全利用电脑自身的内存。由于声卡内部都带有增益控制（例如话筒音量控制、话筒提升控制、线路输入音量控制），即使在不外加信号衰减电路的情况下，它也可以测量从1微伏到1伏左右的信号。
测量的准确度由声卡的质量决定。通常是外置声卡最好，其次是内置独立声卡，最后是板载声卡。专业级声卡优于消费级声卡。从价格上讲，即使是专业级声卡，其价格也远低于同类的A/D或D/A卡（通常是有数倍到数十倍之差）。但是不能因为便宜就小看了声卡，因为便宜只是大批量生产的结果，正是因为大批量生产，所以性能相当稳定。
采用外置USB声卡可避免电脑机箱内干扰,专业级声卡可提供与优质AD卡比美的精度。请参见《Test & Measurement World》的比较文章比较有说服力（ http://www.tmworld.com/article/CA187380.html）。该文比较了旧款16-bit , Creative Labs’ Sound Blaster AWE-32和NI公司的16-bit ADC National Instruments’ PCI MIO-16XE-10。其结论是在对AD精度要求很高的THD测量中，两种卡的测试结果几乎完全相同。
声卡的时基精度通常为0.00x%。例如，一个时基精度为0.003%的声卡，在采样频率为44100Hz时，频率误差在1.3Hz内。一个好的声卡，其噪声电平可低于-100dB, 总和谐波失真THD低于0.001%。
那么，声卡适合测量什么呢？它可以近乎完美地测量任何在音频范围内的信号，例如：振动、转速、心肺听诊、心电图、地震波，声音，电源谐波......根据所用传感器的不同而不同，当然还要看所用的软件。以下介绍一个国际知名的基于声卡的信号检测软件MultiInstrument。
中文介绍:
http://cn.virtins.com
购买地址：http://shop36116021.taobao.com/
PC机版免费下载:
http://www.virtins.com/MIsetup.exe
掌上电脑版免费下载:
http://www.virtins.com/PocketINSSetup.exe
视频演示:
http://www.youtube.com/watch?v=S9HAENzC7qw
功能简介
Multi-Instrument（万用仪）由VIRTINS TECHNOLOGY（虚仪科技）推出的一款功能强大的基于个人电脑的虚拟仪器。它由声卡实时双踪示波器、频谱分析仪、万用表、信号发生器、数据记录仪、频谱3D图、LCR表、设备检测计划组成，所有仪器可同时使用。本软件内含一个独特设计的专门适用于声卡信号采集的算法，它能连续监视输入信号，只有当输入信号满足触发条件时，才采集一幀数据，即先触发后采集，因而不会错过任何触发事件。这与同类仪器中常用的先采集一长段数据，然后再在其中寻找触发点的方式，即先采集后触发，截然不同。因此本仪器能达到每秒50幀的快速屏幕刷新率，从而实现了真正的实时信号采集、分析和显示。本仪器还支持各种复杂的触发方式包括超前触发和延迟触发，电平触发和差分触发。
本仪器发挥了以电脑屏幕作为显示的虚拟仪器的优点，支持图形显示的放大和滚动，并将屏幕的绝大部分面积用于数据显示，使您能够深入研究被测信号的任何细节。而市面上有些同类仪器则在人机界面上过分追求“形”似，将传统仪器的面板简单地模拟到电脑屏幕上，占用了大量宝贵的屏幕资源，仅留下较小面积供数据显示用。本仪器提供了一套完整的信号测试与分析功能，包括：
（1）示波器
双踪波形、波形相加、波形相减、李莎如图、电压表、瞬态信号捕捉、长时间信号录制。支持长波形文件的逐帧读入。支持各种数字滤波：低通、高通、带通、带阻、任意，种类包括：FFT，FIR，IIR.
（2）频谱分析仪
RMS绝对幅度谱、相对幅度谱、八度分析（1/1、1/3、1/6、1/12、1/24）、THD、THD+N、SNR、SINAD、噪声电平、IMD、带宽、串扰、频率响应、相位谱、自相关函数、互相关函数、相干函数、传递函数、冲激响应。帧内处理支持频率补偿、频率加权、除去直流。帧间处理支持峰值保持和平均。支持55种窗函数和窗重叠。FFT点数可达4194304。
（3）信号发生器
函数发生器、任意波形发生器、白噪声发生器、粉红噪声发生器、多音合成发生器、MLS发生器、音阶发生器、DTMF发生器、扫频/扫幅信号发生器、脉冲波发生器等。支持信号发生器与示波器同步运作。
（4）万用表
电压有效值、dBV、dBu、声压dBSPL、dBA、dBB、dBC、频率计、计数器、转速计、占空比计、频率/电压变换
（5）频谱3D图
瀑布图和声谱图。配有各种调色板，频率截面可多达200个。
（6）数据记录仪
支持多达93种导出参数的长时间记录。支持历史数据文件的读入。
（7）LCR表
可测量电感、电容、电阻以及由它们组成的网络的阻抗。
（8）设备测试计划
提供了一个配置并运行您自己的设备测试步骤的工具。它利用了声卡能同时进行输入输出的特点，来向被测设备（DUT）输出一个激励信号，同时采集从被测设备返回的响应信号来进行处理分析。本工具支持生成不同的激励信号，并能用不同的方法来处理和分析响应信号。
本仪器将采集到的数据和分析后的数据保存为标准的WAV波形文件或TXT文本文件。它也支持WAV波形文件及文本文件的输入和BMP图像文件的输出和打印。支持将文本或图像复制到WINDOWS的粘贴板上，支持24比特采样分辨率。支持WAV波形文件的合并和数据抽取。支持在各图中为每通道设置多达5条参考曲线。
应用领域
应用领域远不止音频电路测试,日常生活中有太多信号都处于音频范围,
1.教育和培训
2.科学研究(例如:流体紊动频谱分析....)
3.工业测量(例如:振动分析,冲击分析,转速记数,压力容器容积压力测量,相关分析,超声测距....)
4.音频工程(例如:噪音分析,声压检测,汽车音响...)
5.电子测试(例如:波型分析,频谱分析,八度分析,频响分析,BODE图,阻抗测试,LCR,瞬态记录,...)
6.乐器校准(例如:吉它校音...)
7.医疗诊断(例如:心肺听音,心跳记数,ECG/EKG...)
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