基本信息
- 項目名稱：
- 基于聲卡的多功能數(shù)據(jù)采集卡
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 利用音頻芯片開發(fā)了兼有計算機聲卡和數(shù)據(jù)采集卡的多功能板卡。一方面具有計算機聲卡音頻輸入和音頻輸出功能；另一方面具有數(shù)據(jù)采集卡的功能，同時利用LabVIEW軟件開發(fā)了上位機測試界面，以及利用頻軟件Adobe audition和數(shù)據(jù)采集卡一起構成虛擬示波器，能夠完成模擬信號的采集、波形顯示和時域測量。適用于低采樣頻率場合（44.1KHz），成本低廉，操作方便。
- 詳細介紹：
- 本作品利用音頻芯片開發(fā)了兼有計算機聲卡和數(shù)據(jù)采集卡的多功能板卡。 科學性、先進性及獨特之處：利用音頻軟件具有AD、DA轉換的功能，開發(fā)了一款多功能板卡，其先進性和獨特之處如下：①具有計算機聲卡和數(shù)據(jù)采集卡雙重功能；②基于音頻芯片開發(fā)的數(shù)據(jù)采集卡，降低了成本，在滿足低數(shù)據(jù)采集的前提下（本次設計的是44.1KHZ采樣頻率），成本是通用商業(yè)數(shù)據(jù)采卡價格的十分之一左右；③設計了過壓保護電路和比例衰減電路，拓寬了測量量程；④利用LabVIEW軟件開發(fā)了上位機界面，配合數(shù)據(jù)采集卡硬件構成了虛擬示波器，操作方。本作品最為獨特的創(chuàng)新之處是利用音頻軟件開發(fā)數(shù)據(jù)采集卡，同時構建虛擬示波器，在低采樣頻率場合，成本明顯低于同類產品，而且充分利用計算機的資源，虛擬示波器使用方便。 實際應用價值及現(xiàn)實意義：①具有通用計算機聲卡的功能，能夠用于音頻輸入和輸出；②該數(shù)據(jù)采集卡結合上位機界面構成虛擬示波器，能夠用低端數(shù)據(jù)采集場合，適用于學生實驗，以及電子愛好者調試電路等。最明顯優(yōu)勢是價格低廉，使用USB接口與個人計算機通訊，使用方便。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 基本思路是利用音頻芯片具有AD轉換的功能，開發(fā)一款兼有通用計算機聲卡和數(shù)據(jù)采集卡的板卡，采用USB與計算機通訊，使用方便。在滿足低采樣頻率（本次設計的數(shù)據(jù)采集卡44.1KHz）的場合，明顯降低了成本，同時，開發(fā)了上位機軟件，軟件和硬件構成了虛擬示波器，充分利用計算機資源，操作方便，價格低廉，可以滿足低收入的電子愛好者調試電路、學校的實驗教學、以及用于學生的畢業(yè)設計等低采樣頻率的測試場合。 創(chuàng)新點：用音頻芯片開發(fā)了數(shù)據(jù)采集卡，兼有計算機聲卡和數(shù)據(jù)采集卡的雙重功能；綜合運用了USB2.0接口協(xié)議、數(shù)據(jù)采集卡、上位機虛擬示波器，構建了測試系統(tǒng)，使用方便；在低采樣頻率應用場合，成本明顯低于同類的數(shù)據(jù)采集卡產品。 技術指標： ①采樣頻率為8KHz、16KHz、44.1KHz、48KHz、96KHz、192KHz（具體采樣率因聲卡型號而異，本次設計選用了44.1K采樣率的音頻芯片）,符合低速信號采集的要求。 ②2個通道，能夠同時用作數(shù)據(jù)采集。 ③6檔比例衰減電路以及過壓保護電路，手動切換衰減比例或者51單片機控制模擬開關切換。 ④模擬信號的電壓量程：-50V~50V。 ⑤USB2.0接口。
科學性、先進性
- 利用臺灣C-Media驊訊公司的音頻芯片（CM6300）開發(fā)的數(shù)據(jù)采集卡，突出的技術進步就是用音頻芯片開發(fā)了數(shù)據(jù)采集卡，降低了成本，在低端數(shù)據(jù)采集的場合，價格是通用商業(yè)數(shù)據(jù)采集卡的十分之一左右。原因是音頻芯片，是計算機的通用配件之一，因為大批量生產，成本明顯低于專業(yè)的數(shù)據(jù)采集卡芯片。另外，使用了USB接口代替了PCI接口與計算機通訊，方便快捷，使用方便。
獲獎情況及鑒定結果
- 中北大學2011年“劉鼎杯”（原挑戰(zhàn)杯）課外 學術科技作品競賽決賽，獲得特等獎。
作品所處階段
- 制作出數(shù)據(jù)采集卡實物，并且開發(fā)出基于LabVIEW的上位機界面。經過調試，測試系統(tǒng)可用。
技術轉讓方式
- 暫無轉讓
作品可展示的形式
- 實物產品、現(xiàn)場演示、圖片、視頻。
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 技術特點和優(yōu)勢：兼有計算機聲卡和數(shù)據(jù)采集卡的雙重功能，價格低廉（估計成本100元左右，專業(yè)的數(shù)據(jù)采集卡在1000元以上），USB2.0與計算機通訊，方便快捷。 適用范圍：低速數(shù)據(jù)采集，虛擬示波器。用于學校實驗教學、學生畢業(yè)設計或者電子愛好者調試電路等低端場合。 市場分析及經濟效益分析：滿足低速信號采集的要求的前提下，價格是同類商業(yè)數(shù)據(jù)采集卡的十分之一左右，在低速信號采集要求的場合（本次設計的采樣頻率是44.1KHZ），價格明顯低于同類產品，有一定的應用價值，推廣前景良好。
同類課題研究水平概述
- 檢索國內同類課題情況： ①利用普通聲卡做采集卡,利用美國NI公司的虛擬儀器軟件LabVIEW做開發(fā)平臺,設計實現(xiàn)了一個虛擬示波器。該系統(tǒng)能夠正確采集聲卡設計頻率范圍內的信號, 而價格卻為商用數(shù)據(jù)采集卡的十幾分之一甚至幾十分之一。（摘自：朱紅林，劉武.基于LabVIEW的虛擬示波器的設計. 電子工程師.2006,32（11）） ②USB 5.1聲卡，專利公開號：CN 1532673 A，發(fā)明人：朱斯忠。 ③美國國家儀器公司（NI）的商業(yè)數(shù)據(jù)采集卡價格昂貴，價格數(shù)千元不等。 經過調查，目前涉及以聲卡為硬件的“基于LabVIEW的虛擬示波器的設計”的期刊論文比較多，證明了用聲卡作為數(shù)據(jù)采集卡的理論可行性，以及虛擬示波器的可行性。而且基于USB的聲卡的專利已經出現(xiàn)。但是，目前沒有基于音頻芯片開發(fā)的數(shù)據(jù)采集卡的實物，而且沒有綜合運用USB2.0通訊、數(shù)據(jù)采集卡采集信號、上位機軟件分析處理信號的測試系統(tǒng)出現(xiàn)；同時，在滿足低速信號采集的前提下，本次開發(fā)的數(shù)據(jù)采集卡，價格明顯低于同類的商業(yè)數(shù)據(jù)采集卡。 本項目利用音頻芯片作為AD轉換器件，即利用CM6300芯片開發(fā)了數(shù)據(jù)采集卡，兼有聲卡和數(shù)據(jù)采集卡的雙重功能；另外，綜合運用USB2.0通訊、數(shù)據(jù)采集卡采集信號、上位機軟件分析處理信號的測試系統(tǒng)，構成了虛擬示波器。
