En applikation som låter dig sända ljud av olika frekvenser genom flera kanaler är oumbärlig när du ställer in professionella musiksystem.
Ljudfrekvensgenerator - programmets namn talar för sig självt. Det finns ett annat namn för applikationen "Sound Generator". Systemet låter dig sända ljud med den ytterligare möjligheten att anpassa signalens egenskaper. Ett viktigt plus med applikationen är förmågan till flerkanalig ljudöverföring. När generatorn är påslagen lyser nio separata paneler med funktionen av möjliga frekvensinställningar för varje kanal. Deras plats kan ändras eller fixas i skrivbordsområdet.
Applikationsegenskaper
Ljudapplikationen är kompatibel med både 24- och 32-bitarskort, och samplingshastigheten måste vara 384 kHz. Det är möjligt att överföra brus och harmoniska sinusformade signaler. Det är lätt att ändra ljudfaserna genom att mekaniskt växla systemet. Ofta används dessa funktioner när man använder professionell utrustning.Ljudfrekvensgeneratorn är en snävt fokuserad applikation. Detta beror på följande funktioner:
- Frekvensområdet är inte begränsat, det beror på ljudsystemets tekniska kapacitet;
- generatorn tillhandahåller driften av två eller flera oscillatorer med funktionen att samtidigt ändra egenskaperna för ljudöverföring;
- uppspelningslägen för Brownskt, vitt och rosa brus tillhandahålls, såväl som överföring av amplitudmodulering och svepande frekvens av elektriska svängningar;
- ljudapplikationen har den lägsta procenten av distorsion;
- det bearbetade ljudet kan sparas på en dator.
SoundCard Oszilloscope - ett program som förvandlar en dator till ett tvåkanals oscilloskop, en tvåkanalig lågfrekvensgenerator och en spektrumanalysator
God dag kära radioamatörer!
Varje radioamatör vet att för att skapa mer eller mindre komplexa amatörradioenheter är det nödvändigt att ha till ditt förfogande inte bara en multimeter. Idag i våra butiker kan du köpa nästan vilken enhet som helst, men - det finns ett "men" - kostnaden för en anständig kvalitet på vilken enhet som helst är inte mindre än flera tiotusentals av våra rubel, och det är ingen hemlighet att för de flesta ryssar detta är mycket pengar, och därför är dessa enheter inte tillgängliga alls, eller så köper en radioamatör enheter som har använts länge.
Idag på plats , vi kommer att försöka utrusta amatörradiolaboratoriet med gratis virtuella enheter -digitalt tvåkanals oscilloskop,
två-kanals ljudfrekvensgenerator,
spektrumanalysator. Den enda nackdelen med dessa enheter är att de alla endast fungerar i frekvensbandet från 1 Hz till 20 000 Hz. Sajten har redan gett en beskrivning av ett liknande amatörradioprogram:“ “
- ett program som förvandlar en hemdator till ett oscilloskop.
Idag vill jag uppmärksamma er på ett annat program - "Oscilloskop för ljudkort". Det här programmet lockade mig med goda egenskaper, genomtänkt design, lätt att studera och arbeta i det. Detta program är på engelska, det finns ingen rysk översättning. Men jag ser inte detta som en nackdel. För det första är det väldigt lätt att ta reda på hur man arbetar i programmet, du kommer att se det själv, och för det andra, en dag kommer du att få bra enheter (och de har alla symboler på engelska, även om de själva är kinesiska) och omedelbart och vänjer sig lätt vid dem.
Programmet är utvecklat av C. Zeitnitz och är gratis, men endast för privat bruk. En licens för programmet kostar cirka 1 500 rubel, och det finns också en så kallad "privat licens" som kostar cirka 400 rubel, men detta är mer som en donation till författaren för ytterligare förbättring av programmet. Vi kommer naturligtvis att använda gratisversionen av programmet, som bara skiljer sig genom att varje gång det startas, visas ett fönster med ett erbjudande om att köpa en licens.
Ladda ner programmet (senaste versionen från december 2012):
(28,1 MiB, 50 675 träffar)
Låt oss först förstå "koncepten":
Oscilloskop- en anordning utformad för forskning, observation, mätning av amplitud och tidsintervall.
Oscilloskop är klassificerade:
♦ beroende på syftet och metoden för informationsutmatning:
- oscilloskop med ett periodiskt svep för att observera signaler på skärmen (i väst kallas de oscilloskop)
- kontinuerligt svep oscilloskop för att spela in en signalkurva på ett fotografiskt band (kallas en oscillograf i väst)
♦ enligt metoden för att bearbeta insignalen:
– analog
– digitalt
Programmet fungerar i en miljö som inte är lägre än W2000 och inkluderar:
- ett tvåkanalsoscilloskop med en bandbredd (beroende på ljudkortet) på minst 20 till 20 000 Hz;
– tvåkanalig signalgenerator (med en liknande genererad frekvens);
- spektrumanalysator
– och det är också möjligt att spela in en ljudsignal för senare studier
Vart och ett av dessa program har ytterligare funktioner som vi kommer att titta på när vi utforskar dem.
Vi börjar med signalgeneratorn:
Signalgeneratorn är som sagt tvåkanalig - kanal 1 och kanal 2.
Tänk på syftet med dess huvudbrytare och fönster:
1
– knappar för att slå på generatorer;
2
– inställningsfönster för utsignalvågform:
sinus– sinusformad
triangel- triangulär
fyrkant- rektangulär
sågtand- sågtand
vitt brus- Vitt brus
3
– utsignals amplitudregulatorer (max - 1 volt);
4
– frekvensinställningsrattar (önskad frekvens kan ställas in manuellt i rutorna under rattarna). Även om den maximala frekvensen på regulatorerna är 10 kHz, kan valfri tillåten frekvens anges i de nedre fönstren (beroende på ljudkortet);
5
– fönster för att ställa in frekvensen manuellt;
6
– slå på "Sweep-generator"-läget. I det här läget ändras generatorns utgångsfrekvens periodiskt från det lägsta värdet som ställts in i "5"-rutorna till det maximala värdet som ställts in i "Fend"-rutorna under den tid som ställts in i "Time"-rutorna. Detta läge kan aktiveras antingen för valfri kanal eller för två kanaler samtidigt;
7
– fönster för att ställa in slutfrekvensen och tiden för svepläget;
8
– mjukvaruanslutning av generatorkanalutgången till den första eller andra ingångskanalen hos oscilloskopet;
9
- ställa in fasskillnaden mellan signalerna från generatorns första och andra kanal.
10
-på inställning av signalens arbetscykel (gäller endast för en rektangulär signal).
Låt oss nu ta en titt på själva oscilloskopet:
1
– Amplitud -
justering av vertikal kanalkänslighet
2
– Synkronisera– tillåter (genom att markera eller avmarkera) att utföra separata eller samtidiga justeringar av två kanaler vad gäller signalamplitud
3, 4
– låter dig sprida signalerna längs skärmens höjd för individuell observation
5
– inställning av sveptid (från 1 millisekund till 10 sekunder, medan 1 sekund är 1000 millisekunder)
6
– starta/stoppa oscilloskopoperation. När den stoppas sparar skärmen det aktuella tillståndet för signalerna och knappen Spara ( 16
) som låter dig spara det aktuella tillståndet på datorn i form av 3 filer (textdata för signalen som studeras, en svartvit bild och en färgbild av bilden från oscilloskopskärmen vid stoppögonblicket)
7
– utlösare- en mjukvaruenhet som fördröjer starten av ett svep tills vissa villkor är uppfyllda och tjänar till att få en stabil bild på oscilloskopets skärm. Det finns 4 lägen:
– på av. När avtryckaren är avstängd kommer bilden på skärmen att se "rinnande" ut eller till och med "utsmetad".
– automatiskt läge. Programmet väljer själv läget (normalt eller singel).
– normalt läge. I detta läge utförs ett kontinuerligt svep av signalen som studeras.
– singelläge. I detta läge utförs ett engångssignalsvep (med ett tidsintervall som ställs in av tidskontrollen).
8
– aktivt kanalval
9
– kant– signalutlösartyp:
- stigande– längs framsidan av den studerade signalen
– faller– genom nedgången av den undersökta signalen
10
– Automatisk inställning– automatisk inställning av sveptiden, känsligheten för den vertikala avvikelsekanalen Amplitude, liksom bilden skjuts till mitten av skärmen.
11
-Kanalläge– bestämmer hur signalerna kommer att visas på oscilloskopskärmen:
– enda– separat utmatning av två signaler på skärmen
- CH1 + CH2– utmatning av summan av två signaler
– CH1 - CH2– utmatning av skillnaden mellan två signaler
– CH1 * CH2– utmatning av produkten av två signaler
12 och 13 – val av att visa kanaler på skärmen (eller någon av de två, eller två samtidigt, värdet visas bredvid Amplitud)
14
– kanal 1 vågformsutgång
15
– kanal 2 vågformsutgång
16
– redan godkänd - spela in en signal till en dator i oscilloskopets stoppläge
17
– tidsskala (vi har en regulator Tid står på 10 millisekunder, så skalan visas från 0 till 10 millisekunder)
18
– Status– visar det aktuella tillståndet för utlösaren och låter dig även visa följande data på skärmen:
- HZ och Volt– visar den aktuella spänningsfrekvensen för signalen som studeras
– markören– Inkludering av vertikala och horisontella markörer för att mäta parametrarna för den undersökta signalen
– logga att fylla– Registrering sekund för sekund av parametrarna för den undersökta signalen.
Göra mätningar på ett oscilloskop
Låt oss först ställa in signalgeneratorn:
1. Slå på kanal 1 och kanal 2 (gröna trianglar lyser)
2. Ställ in utsignalerna - sinusformade och rektangulära
3. Ställ in amplituden för utsignalerna till 0,5 (generatorn genererar signaler med en maximal amplitud på 1 volt, och 0,5 betyder en signalamplitud på 0,5 volt)
4. Ställ in frekvenserna på 50 Hertz
5. Växla till oscilloskopläge
Signalamplitudmätning:
1. Knapp under inskriptionen mäta välj läge HZ och Volt, kryssa i etiketterna frekvens och spänning. Samtidigt visas de aktuella frekvenserna för var och en av de två signalerna (nästan 50 hertz) ovanpå oss, amplituden för den totala signalen vp-p och effektiv signalspänning Veff.
2. Knapp under inskriptionen mäta välj läge Markörer och kryssa i rutan Spänning. I det här fallet har vi två horisontella linjer, och längst ner på inskriptionen, som visar amplituden för signalens positiva och negativa komponenter ( MEN), såväl som det totala området för signalamplituden ( dA).
3. Vi ställer in de horisontella linjerna i den position vi behöver i förhållande till signalen, på skärmen kommer vi att ta emot data om deras amplitud:
Mätning av tidsintervall:
Vi utför samma operationer som för att mäta signalernas amplitud, med undantag - i läget Markörer kryssa för etiketten Tid. Som ett resultat, istället för horisontella, kommer vi att få två vertikala linjer, och under tidsintervallet mellan de två vertikala linjerna och den aktuella signalfrekvensen i detta tidsintervall kommer att visas:
Fastställande av signalens frekvens och amplitud
I vårt fall finns det inget behov av att specifikt beräkna signalens frekvens och amplitud - allt visas på oscilloskopskärmen. Men om du måste använda ett analogt oscilloskop för första gången i ditt liv och du inte vet hur du bestämmer signalens frekvens och amplitud, kommer vi också att överväga denna fråga i utbildningssyfte.
Vi lämnar generatorinställningarna som de var, med undantag för att ställa in signalamplituden till 1,0 och ställa in oscilloskopinställningarna som på bilden:
Vi ställer in signalamplitudkontrollen till 100 millivolt, sveptidskontrollen till 50 millisekunder och vi får en bild på skärmen som ovanifrån.
Principen för att bestämma signalamplituden:
Regulator Amplitud vi är i position 100 millivolt, vilket innebär att den vertikala uppdelningen av gallret på oscilloskopskärmen är 100 millivolt. Vi räknar antalet divisioner från botten av signalen till toppen (vi får 10 divisioner) och multiplicerar med priset för en division - 10*100= 1000 millivolt= 1 volt, vilket betyder att amplituden på signalen vi har från toppen till botten är 1 volt. På samma sätt kan du mäta signalamplituden i valfri del av vågformen.
Bestämning av signalens tidsmässiga egenskaper:
Regulator Tid vi är i position 50 millisekunder. Antalet divisioner av oscilloskopskalan horisontellt är 10 (i det här fallet har vi 10 divisioner på skärmen), vi delar 50 med 10 och får 5, vilket betyder att priset för en division blir lika med 5 millisekunder. Vi väljer den sektion av signalvågformen vi behöver och överväger hur många divisioner den passar (i vårt fall 4 divisioner). Multiplicera priset för 1 division med antalet divisioner 5*4=20
och bestämma att perioden för signalen i området som studeras är 20 millisekunder.
Bestämma signalens frekvens.
Frekvensen för den studerade signalen bestäms av den vanliga formeln. Vi vet att en period av vår signal är 20 millisekunder, det återstår att ta reda på hur många perioder det blir på en sekund - 1 sekund/20 millisekunder = 1000/20 = 50 Hertz.
Spektrumanalysator
Spektrumanalysator– En anordning för att observera och mäta den relativa fördelningen av energin från elektriska (elektromagnetiska) svängningar i frekvensbandet.
Lågfrekvensspektrumanalysator(som i vårt fall) är utformad för att fungera i ljudfrekvensområdet och används till exempel för att bestämma frekvenssvaret för olika enheter, i studiet av brusegenskaper och för att ställa in olika radioutrustningar. Specifikt kan vi bestämma frekvenssvaret för den sammansatta ljudförstärkaren, justera olika filter etc.
Det är inget svårt att arbeta med en spektrumanalysator, nedan kommer jag att ge syftet med dess huvudinställningar, och du själv, av erfarenhet, kommer enkelt att ta reda på hur du arbetar med den.
Så här ser spektrumanalysatorn ut i vårt program:
Vad finns här - vad:
1. Vy över analysatorns skalans skärm vertikalt
2. Val av visade kanaler från frekvensgeneratorn och displaytyp
3. Arbetsdel av analysatorn
4. Knapp för att registrera det aktuella tillståndet för vågformen när den stoppas
5. Arbetsfältsförstoringsläge
6. Växla den horisontella skalan (frekvensskalan) från linjär till logaritmisk
7. Aktuell signalfrekvens när generatorn är i svepläge
8. Aktuell frekvens vid markörposition
9. Signalövertonsindikator
10. Ställa in filtret för signaler efter frekvens
Se Lissajous figurer
Lissajous siffror- slutna banor ritade av en punkt som samtidigt utför två övertonssvängningar i två inbördes vinkelräta riktningar. Figurernas form beror på förhållandet mellan perioder (frekvenser), faser och amplituder för båda svängningarna.
Om det tillämpas på ingångarna " X"och" Y» oscilloskopsignaler av nära frekvenser, då kan du se Lissajous-figurer på skärmen. Denna metod används ofta för att jämföra frekvenserna för två signalkällor och för att ställa in en källa till frekvensen för en annan. När frekvenserna är nära, men inte lika med varandra, roterar figuren på skärmen, och rotationscykeln är den reciproka av frekvensskillnaden, till exempel är rotationsperioden 2 s - skillnaden i frekvenserna för signalerna är 0,5 Hz. Om frekvenserna är lika fryser figuren orörlig, i vilken fas som helst, men i praktiken, på grund av kortvariga signalinstabiliteter, darrar vanligtvis figuren på oscilloskopskärmen lite. Du kan använda för jämförelse inte bara samma frekvenser, utan också de som är i ett multipelförhållande, till exempel om den exemplariska källan kan producera en frekvens på endast 5 MHz, och den avstämbara källan - 2,5 MHz.
Jag är inte säker på att den här funktionen i programmet kommer att vara användbar för dig, men om du plötsligt behöver den, så tror jag att du enkelt kan lista ut den här funktionen på egen hand.
Ljudsignalinspelningsfunktion
Jag har redan sagt att programmet låter dig spela in vilken ljudsignal som helst på en dator i syfte att studera vidare. Signalinspelningsfunktionen är inte svår och du kan enkelt ta reda på hur du gör det:
D.I. HALTS:
Metoden är pervers, om jag ska vara ärlig skulle jag snabbt montera en signalgenerator av önskad form på R2R. Men det händer att den ena inte är där, sedan den andra, men det är nästan alltid något datorskräp som ligger.
Varning:
Jag vill genast varna dig för att barbariska manipulationer med datorn omedelbart täcker garantin för järn med ett pälsorgan och med en liten krökningsradie för händerna, hela datorn eller viktiga delar. Om du tvivlar på din hands fasthet och dina förmågor, är det bättre att samla Frankenstein från papperskorgen enbart för experiment.
Jag behövde felsöka en enhet på en AVR-mikrokontroller. Mer exakt, mottagningen av data från ADC. När signalen för dessa data ska vara ultralåg frekvens, i storleksordningen 1 Hz. Konstigt nog är det ganska svårt att ta emot en signal med en sådan frekvens med vanliga medel. Ljudkortet på utgången har filter som inte låter en så lågfrekvent signal slå igenom. Enligt detta togs beslut om att uppgradera ljudkortet.
För att inte ta risker beslöts att implementera detta på ett externt ljudkort. Men denna upplevelse gäller även för inbyggda ljudkort, men den är värd Jedi.
Ett ljudkort köptes på en hammare Sound Blaster Live. Efter en snabb titt stod det klart att det är omöjligt att förstå kretsloppet för ett 4-lagers kort utan bra gräs. Men det är ganska uppenbart att alla utgående och ingående analoga signaler först går till op-förstärkaren och sedan till DAC/ADC. Jo, OU googlade snabbt. Sedan vände jag min uppmärksamhet mot mikrokretsen, i vilken alla signaler trevande kommer in. Hon var näst störst. Jag körde in etiketten till Google, och se och häpna! Datablad hittat!
Chip pinout.
Vi är intresserade av linjeutgången för DAC (understruken i rött). Jag valde bara rätt kanal. Om någon bestämmer sig för att göra ett oscilloskop, måste du löda till linjeingången (blå rektangel). Naturligtvis genom lämpligt frikopplingsschema (som googlas på Internet).
För att inte bränna DAC:n med mina helvetesexperiment bestämde jag mig för att skydda den lite. Och jag rekommenderar starkt att du gör detta.
lödt motstånd
För att mata ut en signal från en dator använde jag VGA-kontakten, som av något mirakel låg på mitt skrivbord. Vad som är bra med den här ledningen: den har 5 separat skärmade ledningar. Jag satte bara en tråd på 1 stift (RÖD signal). Eftersom skärmarna för alla signaler är anslutna till marken och så, brydde jag mig inte om utsignalen från marken. Naturligtvis, helst måste du mata ut den analoga jordningen på ljudkortet (där det är, ser det ut i databladet på samma chip), men jag var pank.
Installerad zvukovuha, och boet av vår generator
Som generator använder jag det primitiva programmet "Tongenerator", som kan laddas ner härifrån. Det låter dig generera sinus, såg, fyrkantsvåg, vitt brus och några konstiga signaler.
Vilket är tillräckligt för mina syften.
Efter att det installerats i datorn bestämde jag mig för att använda ett oscilloskop för att se till att generationen var på, och jag lödde fast den korrekt.
Ren sinus av vår generator.
Tja, offset utan kondensator, min DAC är ca 2 volt. Låt oss kolla hur min mikrokontrollers ADC äter.
Generator och ett program som läser ADC-värdena för mikrokontrollern.
Var inte uppmärksam på att sinusen som tas av styrenheten är så trasig - det finns en mycket liten samplingsfrekvens.
För att flytta nollpunkten, samt minska signalamplituden med hälften, måste du sätta ett 10k motstånd till jord. Tillsammans med motståndet på ljudkortet bildas alltså en spänningsdelare.
För detta tar jag ledigt, framgångsrika experiment.
> Nedan finns en lista över program för att generera signaler av olika former och frekvensegenskaper, som oftast används av radioamatörer.
>SweepGen-programmet
>Programgenerator för tidsvarierande och stationära testljudsignaler. Utrustad med flera arbetslägen: manuellt svep, fast frekvens, långsamt och snabbt justerbart svep, vitt brus. Programmet är gratis.
>Digital signalgenerator
>
> Gratis program för att utveckla olika digitala signaler. Inkluderar: vitbrusgenerator, triangulär och rektangulär pulsgenerator, sinusvågsgenerator, sinusvågsgenerator och beatgenerator.
>NCH tongenerator
>
> Programmet kan generera ett stort antal olika vågformer: puls, sågtand, rektangulär med mycket bra fronter, triangulär, sinusformad, såväl som alla huvudljud (lila, vit, brun, rosa, grå och blå).
>AudioWave Generator
>
>Programvara, som är en lågfrekvent signalgenerator (tvåkanalig). Mjukvaran är betald, kostnaden är 50 EUR, men det finns en demoversion med begränsad användning.
>Testtongenerator
>
> Ett program som kan skapa olika ljudsignaler i ett brett spektrum av frekvenser. Programvara kostar från 30 EUR. Det finns en 30-dagars fullt fungerande gratisversion.
>Filtererad brusgenerator
>
>Programvara utformad för att generera brussignaler. Gratisversionen av programmet fungerar i 30 dagar. Den fullständiga versionen är tillgänglig från 20 EUR.
>PWM-generator
>
>Konventionell signalgenerator i pulsbreddsformat. Programmet är shareware: 16 EUR. Gratisversionen av programmet är tillgänglig i 30 dagar.
>Multi Tone Generator
>
>Multitonovy två-kanals generator av signaler av ljudfrekvenser. Provversionen av programvaran är giltig i 30 dagar. Den fullständiga versionen är tillgänglig från 20 EUR.
