使用LabVIEW简化音频测量
美国国家仪器有限公司
概览
     音频测量是要求最高的任务之一，它需要高质量的信号采集、复杂的换算、深入的分析以及多种图形化表示。虚拟仪器为定制音频测量应用提供了新的可能性。利用工 业标准计算机的强大性能和LabVIEW的灵活性，您可以完成自定义的音频测量。本文描述了如何使用LabVIEW以及声音与振动工具包对音频数据进行采 集、分析与显示。我们将会演示最常见的测量以及在音频测量过程中完成多个任务的LabVIEW代码。
介绍
     世界上第一次尝试对音频信号的测量发生在1627年，Francis Bacon试图测量开放空间中声音的速度1。虽然他的 想法很好，但是由于技术上的局限性，他没有能够得到有效的测量结果。现在，我们使用软件和硬件能够分析包括速度在内的声音信号的许多特性。诸如 LabVIEW等编程软件让我们能够在短时间内，利用易用、强大的功能开发复杂的测量应用。本文描述了开发提供更高性能和可扩展性音频系统的步骤。系统将 基于LabVIEW工业标准测量软件进行开发。
 

       现代音频测量是数字测量系统要求最高的任务之一。要成功完成音频测量，软件必须能够完成多个任务（例如数据换算、滤波、分析与可视化）。从采集数据到显示 数据，LabVIEW具有确保精确测量的灵活性与模块性。NI提供了为简化声音与振动测量而设计的工具包来扩展LabVIEW功能。NI硬件与软件能够无 缝整合在一起，从而替换了大量箱式仪器，并且提供了更多功能自定义的空间。
     下一小节对音频测量中的常见任务进行了一般性解释。本文中的实例使用LabVIEW开发系统专业版或开发系统完整版开发，其中部分使用LabVIEW声音与振动工具包。这些实例可以方便地整合到定制的音频测量系统中。
数据采集、换算与加权
     大多数测量系统都包含按照一定物理现象产生电子信号的传感器。测量这些电子信号并将它们输入到计算机进行处理的过程成为数据采集。例如音频等动态信 号需要使用高分辨率和高动态范围的数字化设备。NI 4461设备提供了24位模数转换(ADCs)以及24位数模转换(DACs)，可以同步采集并产生带宽从直流到92kHz的模拟信号以确保高分辨率的测 量结果。图1是一个LabVIEW VI的程序框图和部分前面板，它在一台PXI系统中使用17块4461设备进行同步数据采集。当使用多PXI机箱系统的时候，同步通道数可达到1000以 上。采集到的数据绘制在图表中。
 
图1：以每采样24位的精度对112个通道进行同步采样和绘图。

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