基于LabVIEW和USB声卡的直流信号采集设计

鉴于以上情况，本文使用了基于LabVIEW环境下的虚拟示波器作为PC机的采集软件。它主要实现了数据的采集、存储以及实时信号的显示，其操作界面如图4所示，功能按键类似真实示波器，操作方法与其实示波器一样。

3 测试与结果
实验测试所需的信号由DS345信号发生器来产生，利用PC机上的虚拟示波器对输入信号进行记录、显示以及数据的储存。测试时，在DS345上设置波形、频率、幅度等参数。

首先直接输入直流信号，利用改进后的USB声卡对其进行采集，在电脑得到的图像如图5所示。图5(a)是-0．1V的直流电压信号，图5 (b)是+0．1V的直流电压信号。由图可以看到直流电压信号很好地得到了采集，而且图像平直，噪声干扰影响也比较小。图表中每一格代表电压大小为0．1V。

设置Upp—0．2V、f—100 Hz的三角波信号，并在原信号加上0．1V的直流偏置电压，输出混频信号，运行虚拟示波器程序，观察PC机上显示的波形。测试过程中，分别利用原电脑声卡和改进后的USB声卡进行采集，比较所得到两组波形，如图6所示。图6(a)是电脑声卡采集到的波形，可以看到三角波形没发生偏移，因为电脑自身声卡采集不到含有混频三角波信号的直流成分；而图6(b)是改进后USB声卡采集得到的波形，清晰地看到三角波形向上平移了0．1V，说明实现了混频三角波信号的直流成分的采集。

4 结束语
本文设计基于虚拟仪器环境下，采用LabVIEW语言编写PC机的信号采集程序，结合USB声卡芯片CM108，利用I2S总线通过硬件设置扩展了外部ADC——PCM1801，扩展了USB声卡的信号采集功能。改进后的USB声卡与普通声卡相比，采样频率达到了48K，采样精度16位，不仅采样频率和采样精度得到了提高，而且也克服了直流信号被滤掉问题，初步实现了直流信号采集功能。同时本设计结合虚拟仪器的实验平台，安装方便，成本低廉，在采集低频低压信号实验中得到很好的应用。