数据采集部分实现数据采集功能，根据用户选择的采样频率和预设的采样时间，从声卡获得用户需要的数据；数据分析部分对采集到的数据进行频谱分析。全部数据的时域和频域波形以图形方式直观地呈现于用户面前。此外，还提供保存数据以及回放数据的功能。
图2-3给出了基于matlab的数据采集系统的简图，主要部件数据采集工具箱提供了硬件驱动程序和matlab环境之间“对话”所需的硬件驱动程序适配器、数据采集引擎和m-文件函数．

图2-3 基于matlab的数据采集系统简图
硬件驱动程序适配器在硬件驱动程序和数据采集引擎之间交换属性数值、数据和事件；数据采集引擎用来存储各个设备对象，以及每个设备对象的属性值；对采集到的数据进行存储并且使不同事件同步；m-文件用来创建设备对象、采集或输出数据、配置属性值和检测数据采集状态和数据采集设备。

2.2 系统的特点和性能指标
现代数据采集系统发展到今天，一般来说具有如下主要特点：
（1）现代采集系统一般都由计算机控制，使得数据采集的质量和效率等大为提高，也节省了硬件投资。
（2）软件在数据采集系统中的作用越来越大，增加了系统设计的灵活性。
（3）数据采集与数据处理相互结合的日益紧密，形成数据采集与处理系统，可实现从数据采集、处理到控制的全部工作。
（4）数据采集过程一般都具有“实时”特性，实时的标准是能满足实际需要；对于通用采集系统一般希望有尽可能高的速度，以满足更多的应用环境。
（5）随着电子技术的发展，电路集成度的提高，数据采集系统的体积越来越小，可靠性越来越高，甚至出现了单片数据采集系统。
（6）总线在数据采集系统中有着广泛的应用，总线技术它对数据采集系统结构的发展起着重要作用。
评价一个数据采集系统的性能有很多指标，但是一般采用以下几个比较常用的指标进行评价。
（1）系统分辨率
系统分辨率是指数据采集系统可以分辨的输入信号的最小变化量。通常可以用如下几种方法表示系统分辨率：
使用系统所采用的 a/d 转换器的位数表示系统分辨率；
使用最低有效位值（lsb）占系统满度值的百分比表示系统分辨率；
使用系统可分辨的实际电压数值表示系统分辨率；
使用满度值可以分的级数表示系统分辨率。
（2）系统精度
系统精度是指当系统工作在额定采集速率下，整个数据采集系统所能达到的转换精度。a/d 转换器的精度是系统精度的极限值。实际上，系统精度往往达不到a/d 转换器的精度。因为系统精度取决于系统的各个环节（子系统）的精度，如前置放大器、滤波器、模拟多路开关等。只有当这些子系统的精度都明显优于 a/d 转换器的精度时，系统精度才有可能达到 a/d 转换器的精度。系统精度是系统的实际输出值与理论输出值之差，它是系统各种误差的总和，通常表示为满度值的百分数。
（3）采集速率
采集速率又称为系统通过速率或吞吐率，是指在满足系统精度指标的前提下，系统对输入的模拟信号在单位时间内所能完成的采集次数，或者说是系统每个通道、每秒钟可采集的有效数据的数量。这里说的“采集”包括对被测物理量进行采样、量化、编码、传输和存储的全部过程。
（4）动态范围
动态范围是指某个确定的物理量的变化范围。信号的动态范围是指信号的最大幅度和最小幅度之比的分贝数。
2.3 系统常见的几种结构形式
（1）多通道共享采样/保持器和 a/d 转换器数据采集系统
这种系统构成如下图所示，这种结构形式采用分时转换工作的方式，多路被测信号共用一个采样/保持器和一个 a/d 转换器。当采样保持器的输出已充分逼近输入信号（按给定精度）时，在控制命令的作用下，采样保持器由采样状态进入保持状态，a/d 转换器开始进行转换，转换完毕后输出数字信号。在转换期间，多路开关将下一路信号切换到采样/保持器的输入端，系统不断重复以上的操作，可以实现对多通道模拟信号的数据采集。采样方式可以按顺序或随机进行。

多通道共享采样保持器和 ad 转换器数据采集系统图
这种采集系统结构形式最简单，所用芯片数量少，适用于信号变化率不高、对采样信号不要求同步的场合。如果被测信号变化速率较慢，可以不用采样保持器，直接进行 a/d 转换。如果信号很弱而干扰噪声强，需要在系统电路中增加信号放大电路和滤波环节。
（2）多通道同步数据采集系统

多通道同步型数据采集系统图
其结构如上图所示，也属于分时转换系统。
多路模拟输入信号共用一个 a/d 转换器，但是每个通道各有一个采样/保持器，在同一采样指令控制下对各路信号同步进行信号采样，得到各路信号在同一时刻的瞬时值。模拟开关分时将各路采样/保持器切换到 a/d 转换器上，进行模数转换。这些同步数据可以描述各路信号的相位关系，所以这种结构被称为同步型数据采集系统。
由于各路信号必须串行的在共用的 a/d 转换器中进行转换和计算，若采样信号回路过多时，这种采

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