第三步:点击“保存”按钮,系统将会把采集到的时域信号保存为wav文件。 第四步:点击“时域分析”按钮,系统将会把已经存储好的wav文件的数据调用出来,对其采样,绘制出其清音波形图和浊音波形图。从下图12可以看出,浊音部分的幅度更大。
图12 时域分析图
第五步:点击“频域分析”按钮,系统将会绘制出其频谱图,加海明窗滤波后绘制出频谱图,最后绘制出语谱图。从下图13可以看出,滤波后低频和高频部分都会有一定的衰减,从语谱图可以看出,幅度较大的集中在低频部分。
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图13 频域分析图
第六步:如果需要,可以重复以上五个步骤,否则,点击“关闭”按钮,关闭对话框。
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结论
本文开篇阐述了该课题背景和意义和这个课题目前的研究状况,紧接着介绍了数据采集系统的构成和各个系统模块的功能,以及基于MATLAB的数据采集原理。然后,分析比较了数据采集现行的几种方案和基于MATLAB的声卡数据采集器的相应器件以及各个模块,分别是驻极体式EM一9767麦克风和WDM类型的Realtek High Definition Audio声卡。最后描述的是系统的软件实现,显然是利用面向对象方法确定系统模型和具体的构造,实现了MATLAB对硬件端口进行直接的读取、采集。
这套数据采集系统有着很多的优点,对于使用者来说使用起来非常方便、运行效果非常不错并且价格便宜,是真正的物美价廉,对于开发者来说编程是非常的简单,但是不可否认的是系统执行速度有点慢。由于本人学识和能力的限制,只对语音信号进行了测试,如果把该系统进行升级改造,那么我们现实生活中的许多物理量都可以得到测试,比如把位移、水流、声音、振动、压力、噪声、温度声音、光照强度等各种物理量通过相对应的传感器进行测试,转换成容易处理的电信号,通过信号调理电路对其进行放大整形滤波,得到的信号在再通过声卡的喇叭输入插孔输入到计算机中,同时也可以对其进行分析、处理,实现工程中的自动监督控制系统。另外,声卡本身存在着极大的局限性,对于2kHz以上频率的信号,分析误差比较大。对于比较大的电流和高压,声卡是不能直接测量的,所以对于幅值较大的信号需要对其进行降压处理后再送入声卡中。
本设计系统的性能虽然已经相当的不错,但随着科学技术的进步,它还是会有很大的发展和改善提高的空间。随着计算机技术的发展,对数据采集的要求也会越来越高,在速度、功能、实时性、精度、灵活性、可靠性等方面的要求是会愈来愈严格。
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致谢
毕业设计历时3个多月,在此期间虽然困难重重和阻碍重重,但最终我还是完成了论文的撰写和软件的仿真。在学院严谨的校风、良好的学术风气下以及老师们对我的教导,使我在大学生活的最后一段时光受益匪浅,我深信这对我以后的工作或学习会有很大的帮助和深远的影响。此次设计及论文是在王燕妮老师悉心指导、耐心帮助和大力支持下完成的,王燕妮老师以她严谨求实的教学态度、高度忘我的敬业精神、兢兢业业的工作作风以及不断创新的进取精神教会了我专业知识之外太多的经验和启发。在论文的写作当中,更是得到了许多同学提出的宝贵建议,同时还有那些与我一起工作奋斗的兄弟姐妹,所以在此,我要对他们表示最诚挚的谢意,感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。
与此同时,我也要感谢论文中所引用的各位前辈学者的研究文献,虽然各位前辈学者我并不认识,但毋庸置疑,你们的研究给了我极多的启示和帮助,如果没有各位的研究成果,我很难完成自己的这篇论文。
当然由于自己的水平有限,文章中难免会有一些瑕疵,也希望各位老师能不吝赐教,严加批评指正。
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参考文献
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