Domov › Sazby › Stáhněte si nízkofrekvenční zvukový generátor. Audio frekvenční generátor

Stáhněte si nízkofrekvenční zvukový generátor. Audio frekvenční generátor

DI HALT:
Metoda je zvrácená, upřímně řečeno, na R2R bych rychle sestavil generátor signálu požadovaného tvaru. Stává se ale, že někdy chybí jeden, někdy druhý, ale téměř vždy se tam povaluje počítačové harampádí.

Vyloučení odpovědnosti:
Chci vás hned varovat, že barbarské manipulace s počítačem okamžitě pokrývají záruku na hardware s kožešinovým orgánem a pokud je poloměr zakřivení rukou malý, počítač jako celek nebo důležité části. Pokud pochybujete o pevnosti vaší ruky a vašich schopnostech, pak je lepší sestavit Frankensteina z odpadu čistě pro experimenty.

Potřeboval jsem odladit jedno zařízení na mikrokontroléru AVR. Přesněji přijímání dat z ADC. Signál těchto dat musí mít velmi nízkou frekvenci, asi 1 Hz. Kupodivu je poměrně obtížné získat signál této frekvence pomocí standardních prostředků. Zvuková karta má výstupní filtry, které nedovolí tak nízkofrekvenčnímu signálu prorazit. Proto padlo rozhodnutí o upgrade zvukové karty.

Pro jistotu bylo rozhodnuto implementovat to na externí zvukovou kartu. Tento zážitek ale platí i pro vestavěné zvukové karty, ale je hodný Jediů.

Na kladivu byla zakoupena zvuková karta Sound Blaster Live. Po letmém pohledu bylo jasné, že je nemožné pochopit obvodový design 4-vrstvé desky bez dobré trávy. Ale je zcela zřejmé, že všechny výstupní a vstupní analogové signály jdou nejprve do operačního zesilovače a poté do DAC/ADC. No, OU bylo rychle vygooglováno. Poté jsem věnoval pozornost mikroobvodu, do kterého přibližně přicházejí všechny signály. Byla druhá největší. Zadal jsem označení do Googlu a ejhle! Našli jsme datový list!

Mikroobvodový vývod.

Zajímá nás lineární výstup DAC (červeně podtržený). Vybral jsem pouze správný kanál. Pokud se někdo rozhodne vyrobit osciloskop, pak bude muset připájet na lineární vstup (modrý obdélník). Samozřejmě prostřednictvím příslušného decoupling diagramu (který lze vygooglovat na internetu).
Abych DAC svými pekelnými experimenty nespálil, rozhodl jsem se ho trochu ochránit. A doporučuji vytvořit takové schéma bez problémů.

Pájený odpor

Pro výstup signálu z počítače jsem použil VGA konektor, který mi nějakým zázrakem ležel na stole. Co je na tomto vodiči dobré: má 5 samostatně stíněných vodičů. Právě jsem připojil vodič na pin 1 (červený signál). Vzhledem k tomu, že obrazovky všech signálů jsou stejně připojeny k zemi, neobtěžoval jsem se zemním připojením. Samozřejmě, v ideálním případě potřebujete vyvést analogovou zem zvukové karty (tam, kde je, vypadá v datasheetu pro stejný čip), ale byl jsem v háji.

Instalovaný zvukový systém a zásuvka našeho generátoru

Jako generátor používám primitivní program „Tone Generator“, který si můžete stáhnout zde. Umožňuje generovat sinus, pilu, obdélníkovou vlnu, bílý šum a nějaký podivný signál.

Což je pro mé účely docela dost.
Po instalaci do počítače jsem se rozhodl použít osciloskop, abych se ujistil, že generování probíhá, a správně jsem to zapájel.

Čistý sinus našeho generátoru.

No, předpětí bez kondenzátoru v mém DAC je asi 2 volty. Pojďme zkontrolovat, jak ADC mého mikrokontroléru žere.

Generátor a program, který čte hodnoty ADC mikrokontroléru.

Nevšímejte si, že sinus měřený regulátorem je tak rozbitý - vzorkovací frekvence je velmi nízká.
Chcete-li posunout nulový bod a také snížit amplitudu signálu na polovinu, musíte k zemi umístit jeden 10k rezistor. Spolu s rezistorem na zvukové kartě tak vzniká dělič napětí.

Klaním se za to, úspěšné experimenty.

SoundCard Oszilloscope - program, který změní váš počítač na dvoukanálový osciloskop, dvoukanálový nízkofrekvenční generátor a spektrální analyzátor

Dobré odpoledne, milí radioamatéři!
Každý radioamatér ví, že k vytvoření více či méně složitých radioamatérských zařízení je potřeba mít k dispozici nejen multimetr. Dnes si v našich obchodech můžete koupit téměř jakékoli zařízení, ale - existuje jedno „ale“ - náklady na zařízení slušné kvality nejsou nižší než několik desítek tisíc našich rublů a není žádným tajemstvím, že pro většinu Rusů je to značné množství peněz, a proto tyto přístroje nejsou vůbec dostupné, nebo si radioamatér koupí přístroje, které se již delší dobu používají.
Dnes na webu , pokusíme se radioamatérskou laboratoř vybavit bezplatnými virtuálními přístroji -digitální dvoukanálový osciloskop, dvoukanálový audio frekvenční generátor, spektrální analyzátor. Jedinou nevýhodou těchto zařízení je, že všechna pracují pouze ve frekvenčním pásmu od 1 Hz do 20 000 Hz. Stránka již poskytla popis podobného amatérského rozhlasového programu:“ “ – program, který změní váš domácí počítač na osciloskop.
Dnes chci upozornit na další program - “Oszilloscope SoundCard“. Tento program mě zaujal svými dobrými vlastnostmi, promyšleným designem, snadností učení a práce v něm. Tento program je v angličtině, neexistuje žádný ruský překlad. To ale nepovažuji za nevýhodu. Za prvé, je velmi snadné přijít na to, jak v programu pracovat, uvidíte to sami, a za druhé, jednoho dne získáte dobrá zařízení (a mají všechny symboly v angličtině, ačkoli samy jsou čínské) a budete okamžitě a snadno si na ně zvyknete.

Program vyvinul C. Zeitnitz a je zdarma, ale pouze pro soukromé použití. Licence na program stojí asi 1 500 rublů a existuje také takzvaná „soukromá licence“ - stojí asi 400 rublů, ale je to spíše dar autorovi na další vylepšení programu. Samozřejmě použijeme bezplatnou verzi programu, která se liší pouze tím, že při spuštění se pokaždé objeví okno s výzvou k zakoupení licence.

Stáhněte si program (poslední verze z prosince 2012):

(28,1 MiB, 50 675 přístupů)

Nejprve si ujasněme „pojmy“:
Osciloskop– přístroj určený pro výzkum, pozorování, měření amplitudy a časových intervalů.
Osciloskopy se dělí na:
♦ podle účelu a způsobu zobrazování informací:
– osciloskopy s periodickým skenováním pro pozorování signálů na obrazovce (na západě se jim říká osciloskop)
– osciloskopy s plynulým rozmítáním pro záznam křivky signálu na fotografický pásek (na západě se jim říká oscilograf)
♦ podle způsobu zpracování vstupního signálu:
– analogový
– digitální

Program běží v prostředí ne nižším než W2000 a zahrnuje:
- dvoukanálový osciloskop s přenosovou frekvencí (v závislosti na zvukové kartě) minimálně 20 až 20 000 Hz;
– dvoukanálový generátor signálu (s podobnou generovanou frekvencí);
- spektrální analyzátor
– a je také možné nahrát zvukový signál pro pozdější studium

Každý z těchto programů má další funkce, na které se při jejich zkoumání podíváme.

Začneme generátorem signálu:

Generátor signálu, jak jsem již řekl, je dvoukanálový – kanál 1 a kanál 2.
Podívejme se na účel jeho hlavních přepínačů a oken:
1 – tlačítka pro zapínání generátorů;
2 – Okno nastavení výstupní křivky:
modrý– sinusový
trojúhelník- trojúhelníkový
náměstí- obdélníkový
pilový zub- pilový zub
bílý šum- Bílý šum
3 – regulátory amplitudy výstupního signálu (maximálně – 1 volt);
4 – Ovládací prvky pro nastavení frekvence (požadovanou frekvenci lze nastavit ručně v oknech pod ovládacími prvky). Přestože maximální frekvence na regulátorech je 10 kHz, můžete do spodních oken zadat libovolnou povolenou frekvenci (v závislosti na zvukové kartě);
5 – okna pro ruční nastavení frekvence;
6 – zapnutí režimu „Sweep – generátor“. V tomto režimu se výstupní frekvence generátoru periodicky mění z minimální hodnoty nastavené v polích „5“ na maximální hodnotu nastavenou v polích „Fend“ během doby nastavené v polích „Time“. Tento režim lze aktivovat buď pro jeden kanál, nebo pro dva kanály najednou;
7 – okna pro nastavení konečné frekvence a času režimu Sweep;
8 – softwarové připojení výstupu kanálu generátoru k prvnímu nebo druhému vstupnímu kanálu osciloskopu;
9 - nastavení fázového rozdílu mezi signály z prvního a druhého kanálu generátoru.
10 -na nastavení pracovního cyklu signálu (platí pouze pro obdélníkový signál).

Nyní se podívejme na samotný osciloskop:

1 – Amplituda - nastavení citlivosti vertikálního vychylovacího kanálu
2 – Synchronizovat– umožňuje (zaškrtnutím nebo zrušením zaškrtnutí) samostatné nebo současné nastavení dvou kanálů podle amplitudy signálu
3, 4 – umožňuje oddělit signály podél výšky obrazovky pro jejich individuální pozorování
5 – nastavení doby rozmítání (od 1 milisekundy do 10 sekund, s 1000 milisekundami za 1 sekundu)
6 – začátek Konec provoz osciloskopu. Po zastavení se aktuální stav signálů uloží na obrazovku a zobrazí se tlačítko Uložit ( 16 ) umožňuje uložit aktuální stav do počítače ve formě 3 souborů (textová data studovaného signálu, černobílý obrázek a barevný obrázek z obrazovky osciloskopu v okamžiku zastavení)
7 – Spoušť– softwarové zařízení, které odkládá začátek rozmítání, dokud nejsou splněny určité podmínky a slouží k získání stabilního obrazu na obrazovce osciloskopu. K dispozici jsou 4 režimy:
– zapnuto vypnuto. Když je spoušť vypnutá, bude obraz na obrazovce vypadat „běžící“ nebo dokonce „rozmazaný“.
– automatický režim. Program sám zvolí režim (normální nebo jednoduchý).
– normální mód. V tomto režimu je prováděno nepřetržité rozmítání studovaného signálu.
– režim pro jednoho hráče. V tomto režimu se provede jednorázové rozmítání signálu (s časovým intervalem nastaveným regulátorem času).
8 – aktivní výběr kanálu
9 – Okraj– typ spouštění signálu:
- stoupající– podél přední části zkoumaného signálu
– padající– podle poklesu zkoumaného signálu
10 – Automatické nastavení– automatické nastavení doby rozmítání, citlivost kanálu vertikální odchylky Amplituda a také obraz je řízen do středu obrazovky.
11 -Režim kanálu– určuje, jak se budou signály zobrazovat na obrazovce osciloskopu:
– singl– samostatný výstup dvou signálů na obrazovku
- CH1 + CH2– výstup součtu dvou signálů
– CH1 – CH2– výstup rozdílu mezi dvěma signály
– CH1 * CH2– výstup součinu dvou signálů
12 a 13 – výběr zobrazení kanálů na obrazovce (nebo kterýkoli ze dvou, nebo dvou najednou, hodnota se zobrazí vedle Amplituda)
14 – výstup křivky kanálu 1
15 – výstup křivky kanálu 2
16 – již prošlo - záznam signálu do počítače v režimu zastavení osciloskopu
17 – časové měřítko (máme regulátor Čas je nastaveno na 10 milisekund, takže měřítko se zobrazí od 0 do 10 milisekund)
18 – Postavení– zobrazuje aktuální stav spouště a také umožňuje zobrazit následující údaje:
- HZ a Volty– zobrazení aktuální frekvence napětí studovaného signálu
– kurzor– zahrnutí vertikálních a horizontálních kurzorů pro měření parametrů zkoumaného signálu
– přihlásit do souboru– sekundový záznam parametrů sledovaného signálu.

Měření na osciloskopu

Nejprve nastavíme generátor signálu:

1. Zapněte kanál 1 a kanál 2 (rozsvítí se zelené trojúhelníky)
2. Nastavte výstupní signály - sinusový a obdélníkový
3. Nastavte amplitudu výstupních signálů na 0,5 (generátor generuje signály s maximální amplitudou 1 V a 0,5 bude znamenat amplitudu signálu rovnou 0,5 V)
4. Nastavte frekvence na 50 Hertzů
5. Přepněte do režimu osciloskopu

Amplituda měření signálu:

1. Tlačítko pod nápisem Opatření vyberte režim HZ a Volty, zaškrtněte u nápisů Frekvence a napětí. Současně se nahoře zobrazí aktuální frekvence pro každý ze dvou signálů (téměř 50 Hz), amplituda kompletního signálu. Vp-p a efektivní signální napětí Veff.
2. Tlačítko pod nápisem Opatření vyberte režim Kurzory a vedle nápisu zaškrtněte Napětí. V tomto případě máme dvě vodorovné čáry a dole jsou nápisy ukazující amplitudu kladné a záporné složky signálu ( A), stejně jako celkový rozsah amplitudy signálu ( dA).
3. Nastavíme vodorovné čáry do polohy, kterou potřebujeme vzhledem k signálu, na obrazovce obdržíme údaje o jejich amplitudě:

Časové intervaly měření:

Provádíme stejné operace jako při měření amplitudy signálů, s výjimkou - v režimu Kurzory zaškrtněte u nápisu Čas. Ve výsledku tak místo vodorovných dostaneme dvě svislé čáry a dole se zobrazí časový interval mezi dvěma svislými čarami a aktuální frekvence signálu v tomto časovém intervalu:

Určení frekvence a amplitudy signálu

V našem případě není potřeba konkrétně počítat frekvenci a amplitudu signálu – vše se zobrazuje na obrazovce osciloskopu. Ale pokud musíte poprvé v životě použít analogový osciloskop a nevíte, jak určit frekvenci a amplitudu signálu, zvážíme tento problém pro vzdělávací účely.

Nastavení generátoru necháme tak, jak bylo, s výjimkou nastavení amplitudy signálu na 1,0 a nastavení osciloskopu jako na obrázku:

Nastavíme ovládání amplitudy signálu na 100 milivoltů, ovládání doby rozmítání na 50 milisekund a na obrazovce dostaneme obrázek jako výše.

Princip stanovení amplitudy signálu:
Regulátor Amplituda jsme v pozici 100 milivoltů, což znamená, že náklady na vertikální rozdělení mřížky na obrazovce osciloskopu jsou 100 milivoltů. Spočítáme počet dílků od spodní části signálu nahoru (dostaneme 10 dílků) a vynásobíme cenou jednoho dílku - 10*100= 1000 milivoltů= 1 volt, což znamená, že amplituda signálu shora dolů je 1 volt. Úplně stejným způsobem můžete měřit amplitudu signálu v libovolné části oscilogramu.

Určení charakteristik časování signálu:
Regulátor Čas jsme v pozici 50 milisekund. Počet horizontálních dílků stupnice osciloskopu je 10 (v tomto případě máme na obrazovce 10 dílků), vydělte 50 10 a dostanete 5, to znamená, že cena jednoho dílku bude 5 milisekund. Vybereme úsek oscilogramu signálu, který potřebujeme, a spočítáme, na kolik dílků se vejde (v našem případě 4 dílky). Vynásobte cenu 1 dílku počtem dílků 5*4=20 a určit, že perioda signálu ve zkoumané oblasti je 20 milisekund.

Stanovení frekvence signálu.
Frekvence studovaného signálu je určena obvyklým vzorcem. Víme, že jedna perioda našeho signálu je rovna 20 milisekund, zbývá zjistit, kolik period bude za jednu sekundu - 1 sekunda/20 milisekund= 1000/20= 50 Hz.

Spektrální analyzátor

Spektrální analyzátor– zařízení pro pozorování a měření relativního rozložení energie elektrických (elektromagnetických) kmitů ve frekvenčním pásmu.
Nízkofrekvenční spektrální analyzátor(jako v našem případě) je navržen pro práci v audio frekvenčním rozsahu a používá se například pro zjišťování frekvenční charakteristiky různých zařízení, při studiu šumových charakteristik a nastavování různých rádiových zařízení. Konkrétně můžeme určit amplitudově-frekvenční odezvu sestavovaného audio zesilovače, nakonfigurovat různé filtry atd.
V práci se spektrálním analyzátorem není nic složitého, níže uvedu účel jeho hlavního nastavení a vy sami na základě zkušeností snadno zjistíte, jak s ním pracovat.

Takto vypadá spektrální analyzátor v našem programu:

Co je zde - co:

1. Vertikální pohled na stupnici analyzátoru
2. Výběr zobrazených kanálů z frekvenčního generátoru a typu zobrazení
3. Pracovní část analyzátoru
4. Tlačítko pro záznam aktuálního stavu oscilogramu při zastavení
5. Režim zvětšení pracovního pole
6. Přepnutí horizontálního měřítka (frekvenčního měřítka) z lineárního na logaritmické zobrazení
7. Frekvence aktuálního signálu, když generátor pracuje v režimu rozmítání
8. Aktuální frekvence na pozici kurzoru
9. Indikátor harmonického zkreslení signálu
10. Nastavení filtru pro signály podle frekvence

Podívejte se na postavy Lissajous

Lissajousovy postavy– uzavřené trajektorie tažené bodem, který současně vykonává dva harmonické kmity ve dvou vzájemně kolmých směrech. Vzhled obrazců závisí na vztahu mezi periodami (frekvencemi), fázemi a amplitudami obou kmitů.

Pokud použijete na vstupy " X" A " Y» osciloskopické signály blízkých frekvencí, pak lze na obrazovce vidět Lissajousovy obrazce. Tato metoda je široce používána pro porovnání frekvencí dvou zdrojů signálu a pro porovnání jednoho zdroje s frekvencí druhého. Když jsou frekvence blízko, ale nejsou stejné, číslo na obrazovce se otáčí a perioda rotačního cyklu je převrácená na rozdíl frekvencí, například perioda rotace je 2 s - rozdíl ve frekvencích signálů je 0,5 Hz. Jsou-li frekvence stejné, figurka nehybně zamrzne, v jakékoli fázi, ale v praxi se v důsledku krátkodobých nestabilit signálů figurka na obrazovce osciloskopu obvykle mírně chvěje. Pro srovnání můžete použít nejen identické frekvence, ale i ty, které jsou ve vícenásobném poměru, například pokud referenční zdroj dokáže produkovat frekvenci pouze 5 MHz a laděný zdroj frekvenci 2,5 MHz.

Nejsem si jistý, že tato funkce programu bude pro vás užitečná, ale pokud ji náhle potřebujete, pak si myslím, že tuto funkci můžete snadno zjistit sami.

Funkce nahrávání zvuku

Již jsem řekl, že program umožňuje nahrát jakýkoli zvukový signál do počítače za účelem dalšího studia. Funkce záznamu signálu není obtížná a snadno zjistíte, jak na to:

Program „počítačový osciloskop“.

Při nastavování profesionálních hudebních systémů je nepostradatelná aplikace, která umožňuje přenášet zvuk různých frekvencí několika kanály.

Audiofrekvenční generátor - název programu mluví sám za sebe. Aplikace má jiný název „Sound Generator“. Systém umožňuje přenášet zvuk s dodatečnou schopností přizpůsobit charakteristiky signálu. Důležitou výhodou aplikace je schopnost přenášet vícekanálový zvuk. Po zapnutí generátoru se rozsvítí devět samostatných panelů s funkcí možného nastavení frekvence pro každý kanál. Jejich umístění lze změnit nebo opravit v oblasti pracovní plochy.

Funkce aplikace

Zvuková aplikace je kompatibilní s 24bitovými a 32bitovými kartami a vzorkovací frekvence musí být 384 kHz. Je možné přenášet šum a harmonické sinusové signály. Změna zvukových fází je snadná mechanickým přepínáním systému. Tyto funkce se často používají při použití profesionálního vybavení.
Audiofrekvenční generátor je vysoce zaměřená aplikace. To je způsobeno následujícími funkcemi:

Frekvenční rozsah není omezen v závislosti na technických možnostech zvukového systému;
generátor zajišťuje provoz dvou nebo více oscilátorů s funkcí současné změny charakteristik přenosu zvuku;
jsou k dispozici režimy pro reprodukci hnědého, bílého a růžového šumu, jakož i přenos amplitudové modulace a frekvence kolísání elektrických oscilací;
audio aplikace má nejnižší procento zkreslení;
Zpracovaný zvuk lze uložit do počítače.

Vývojáři vybavili nové varianty programu šablonami se specifikovanými zvukovými charakteristikami. Stačí si na ploše najít hotový preset a spustit jej poklepáním na levou klávesu. Zvukový generátor se snadno používá. Jedinou nevýhodou je, že bezplatná verze programu je zkušební verzí a její zvuk trvá asi dvacet sekund. Pro plné fungování aplikace je potřeba zakoupit licenci.

>Níže je seznam programů pro generování signálů různých tvarů a frekvenčních charakteristik, které radioamatéři nejčastěji používají.

> Program SweepGen

>Programový generátor časově proměnných a stacionárních testovacích zvukových signálů. Vybaveno několika provozními režimy: ruční rozmítání, pevná frekvence, pomalé a rychlé nastavitelné rozmítání, bílý šum. Program je zdarma.

> Generátor digitálního signálu

>Svobodný software pro vývoj různých digitálních signálů. Obsahuje: generátor bílého šumu, generátor trojúhelníkových a čtvercových pulsů, sinusový generátor, sinusový generátor a generátor rytmu.

>NCH tónový generátor

>Program je schopen generovat velké množství signálů různých tvarů: pulzní, pilový, obdélníkový s velmi dobrými čely, trojúhelníkový, sinusový, stejně jako všechny hlavní zvuky (fialový, bílý, hnědý, růžový, šedý a modrý) .

>AudioWave Generator

>Software, což je generátor nízkofrekvenčního signálu (dvoukanálový). Software je placený, cena je 50 EUR, ale existuje omezená demo verze.

>Testovací tónový generátor

>Program schopný vytvářet různé zvukové signály v širokém rozsahu frekvencí. Software stojí od 30 EUR. K dispozici je 30denní plně funkční bezplatná verze.