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基于USB声卡的数据采集器设计与应用

发布者:zhanglaoshi        发布时间:2019-08-21 13:37:46

基于USB声卡的数据采集器设计与应用

作者:胡颖舒吴先球王珍宁来源:《中小学信息技术教育》2009 年第 08 期

数据采集器是把实验过程中的电信号转变为数字信号输出,实现了数模之间的转换。而声卡也是一个同样具备数模转换功能的设备。利用声卡在音频范围内代替专用的数据采集器,大大降低了在实际教学中使用数据采集器的门槛。但是由于普通声卡只能接受音频范围(20Hz~ 20kHz)内的交流信号,不能对直流信号或缓变交流信号进行采集。而中小学阶段的科学实验教学内容里,直流信号占了很大一部分。这也是在教学中使用电脑声卡代替专用的数据采集器局限所在。

针对实际教学情况,笔者自主研制了一套基于 USB 声卡的数据采集器,通过添加外围电路解决普通声卡无法测量直流信号的问题,为学校提供了符合教育信息化要求的低成本教学实验设备。USB 外置声卡的优点有:(1)信噪比得到了较大的提高。(2)安装简单,可被系统自动识别、自动配置、自动安装。(3)具有可热插拔的特点,即插即用。(4)使用 USB 声卡作为数据采集设置, 能有效避免在实验过程中因使用不当而损害主板的声卡,导致维修成本过高。(5)可方便添加外围电路,增强采集功能。

笔者利用 PCM2902 芯片设计了基于 USB 声卡的数据采集器,同时通过添加外围电路—— 压控振荡器,解决了声卡无法测量直流信号的问题,并增强了声卡的数据采集功能。PCM2902 的 USB 声卡模块、压控振荡模块再加上为传感器配置的串行接口,就组成了基于 USB 声卡的数据采集器硬件设备,如图 1 所示。

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