DI HALT:
Metoda este perversă, sincer să fiu, aș fi asamblat rapid un generator de semnal de forma dorită pe R2R. Dar se întâmplă că uneori unul nu este acolo, apoi celălalt, dar aproape întotdeauna există gunoi de computer copleșit.

Disclaimer:
Vreau să vă avertizez imediat că manipulările barbare cu un computer acoperă imediat garanția pentru fier cu un organ de blană și cu o rază mică de curbură a brațelor - întregul computer sau cu părți importante. Dacă te îndoiești de fermitatea mâinii tale și de capacitățile tale, atunci este mai bine să colectezi Frankenstein din gunoi doar pentru experimente.

Aveam nevoie să depanez un dispozitiv pe un microcontroler AVR. Mai exact, primirea datelor de la ADC. Când semnalul acestor date ar trebui să fie de frecvență ultra-joasă, aproximativ 1 Hz. Destul de ciudat, este destul de dificil să primiți un semnal de o astfel de frecvență prin mijloace standard. Placa de sunet de ieșire are filtre care nu permit pătrunderea unui astfel de semnal de frecvență joasă. Prin urmare, s-a luat decizia de a actualiza placa de sunet.

Pentru a nu risca, s-a decis implementarea acestui lucru pe o placă de sunet externă. Dar această experiență este valabilă pentru plăcile de sunet încorporate, dar este demnă de Jedi.

O placă de sunet a fost cumpărată cu un ciocan Sound Blaster Live... După o privire rapidă, a devenit clar că este imposibil să înțelegeți circuitul unei plăci cu 4 straturi fără iarbă bună. Dar este destul de evident că toate semnalele analogice de ieșire și de intrare merg mai întâi la amplificatorul operațional și apoi la DAC / ADC. Ei bine, OU a căutat rapid pe google. Apoi am atras atenția asupra microcircuitului, care primește aproximativ toate semnalele. Ea era a doua ca mărime. Am introdus etichetarea în Google și iată! Am găsit o fișă de date!

Pinout cip.

Suntem interesați de ieșirea liniei DAC (subliniată cu roșu). Am selectat doar canalul potrivit. Dacă cineva decide să facă un osciloscop, atunci va fi necesar să lipiți la intrarea de linie (dreptunghi albastru). Desigur, prin schema de decuplare adecvată (care este căutată pe google pe Internet).
Pentru a nu arde DAC-ul cu experimentele mele infernale, am decis să-l protejez puțin. Și recomand să faci o astfel de schemă fără greș.

Rezistor lipit

Pentru a scoate semnalul de la computer, am folosit conectorul VGA, care stătea cumva miraculos în biroul meu. De ce este bun acest fir: are 5 fire ecranate separat. Tocmai am pornit un fir pe 1 pin (semnal ROȘU). Deoarece ecranele tuturor semnalelor sunt conectate la pământ și așadar, nu m-am deranjat cu ieșirea pământului. Bineînțeles, în mod ideal, trebuie să scoateți pământul analogic al plăcii de sunet (unde se află, se caută în fișa de date pentru același microcircuit), dar am fost stricat.

Instalat zvukovuha, și priza generatorului nostru

Ca generator, folosesc un program primitiv „Tone Generator” care poate fi descărcat de aici. Vă permite să generați un sinusoid, ferăstrău, undă pătrată, zgomot alb și un semnal ciudat.

Ceea ce este suficient pentru scopurile mele.
După ce a fost instalat în computer, am decis să mă asigur că generația merge cu un osciloscop și l-am lipit corect.

Sinusul pur al generatorului nostru.

Ei bine, offset-ul fără condensator, DAC-ul meu este de aproximativ 2 volți. Să verificăm cum mănâncă ADC-ul microcontrolerului meu.

Un generator și un program care citește valorile ADC ale microcontrolerului.

Nu acordați atenție faptului că sinusul luat de controler este atât de rupt - există o rată de eșantionare foarte mică.
Pentru a schimba punctul zero, precum și pentru a reduce amplitudinea semnalului la jumătate, trebuie să puneți un rezistor de 10 k la masă. Astfel, împreună cu rezistența, pe placa de sunet se formează un divizor de tensiune.

Pentru sim imi iau concediu, experimente reusite.

O aplicație care vă permite să transmiteți sunet de diferite frecvențe prin mai multe canale este indispensabilă la configurarea sistemelor muzicale profesionale.

Generator de frecvență de sunet - numele programului vorbește de la sine. Există un alt nume pentru aplicația „Generator de sunet”. Sistemul vă permite să transmiteți sunet cu capacitatea suplimentară de a personaliza caracteristicile semnalului. Un plus important al aplicației este capacitatea de transmitere a sunetului multicanal. Când generatorul este pornit, nouă panouri separate se aprind cu funcția unei posibile setari de frecvență pentru fiecare canal. Locația lor poate fi schimbată sau andocata în zona desktopului.

Caracteristici de aplicare

Aplicația de sunet este compatibilă cu carduri de 24 și 32 de biți, iar rata de eșantionare trebuie să fie de 384 kHz. Este posibilă transmiterea de zgomot și semnale sinusoidale armonice. Schimbarea fazelor audio este ușoară prin comutarea mecanică a sistemului. Aceste funcții sunt adesea folosite atunci când utilizați echipamente profesionale.
Generatorul de frecvență a sunetului este o aplicație foarte vizată. Acest lucru se datorează următoarelor funcții:

• Gama de frecvență nu este limitată, depinde de capacitățile tehnice ale sistemului de sunet;
• generatorul asigură funcționarea a două sau mai multe oscilatoare cu funcția de a modifica simultan caracteristicile transmisiei sunetului;
• sunt furnizate moduri de reproducere a zgomotelor browniene, albe și roz, precum și transmiterea modulației de amplitudine și a frecvenței de oscilație a oscilațiilor electrice;
• aplicația audio are cel mai mic procent de distorsiune;
• sunetul procesat poate fi salvat pe computer.

Dezvoltatorii au echipat noi variante ale programului cu șabloane cu caracteristici de sunet specificate. Este suficient să găsiți o presetare gata făcută pe desktop și să o porniți făcând dublu clic pe tasta din stânga. Generatorul de sunet nu este capricios de utilizat. Singurul dezavantaj este că versiunea gratuită a programului este o versiune de probă, iar sunetul durează aproximativ douăzeci de secunde. Pentru ca aplicația să funcționeze corect, trebuie să cumpărați o licență.

SoundCard Osziloscope - software care transformă un computer într-un osciloscop cu două canale, un generator de frecvență joasă cu două canale și un analizor de spectru

O zi bună, dragi radioamatori!
Fiecare radioamator știe că pentru a crea aparate de radioamator mai mult sau mai puțin complexe este necesar să ai la dispoziție nu doar un multimetru. Astăzi, în magazinele noastre puteți cumpăra aproape orice dispozitiv, dar - există un „dar” - costul unei calități decente a oricărui dispozitiv nu este mai mic de câteva zeci de mii de ruble noastre și nu este un secret că pentru majoritatea rușilor este o mulțime de bani și, prin urmare, aceste dispozitive nu sunt disponibile deloc, sau un radioamator cumpără dispozitive care au fost utilizate de mult timp.
Astăzi pe site , vom încerca să dotăm laboratorul radioamatorului cu instrumente virtuale gratuite -osciloscop digital cu două canale, generator de frecvență audio cu două canale, analizor de spectru... Singurul dezavantaj al acestor dispozitive este că toate funcționează numai în intervalul de frecvență de la 1 Hz la 20.000 Hz. Site-ul a oferit deja o descriere a unui program similar de radioamator:“ “ - un program care transformă un computer de acasă într-un osciloscop.
Astăzi vreau să vă aduc în atenție un alt program - „Osziloscop placa de sunet„. Am fost atras de acest program pentru caracteristicile sale bune, designul atent, ușurința de a studia și de a lucra în el. Acest program este în limba engleză, nu există traducere în limba rusă. Dar nu consider acest lucru un dezavantaj. În primul rând, este foarte ușor să-ți dai seama cum să lucrezi în program, îl vei vedea singur, iar în al doilea rând - într-o zi vei dobândi dispozitive bune (și au toată notația în engleză, deși sunt chineze) și imediat și ușor obisnuieste-te cu ele.

Programul a fost dezvoltat de C. Zeitnitz și este gratuit, dar numai pentru uz privat. Licența pentru program costă aproximativ 1.500 de ruble și există și așa-numita „licență privată” - aproximativ 400 de ruble, dar aceasta este mai degrabă o donație către autor pentru îmbunătățirea în continuare a programului. Desigur, vom folosi versiunea gratuită a programului, care diferă doar prin faptul că de fiecare dată când este lansat, apare o fereastră cu o ofertă de cumpărare a licenței.

Descărcați programul (ultima versiune pentru decembrie 2012):

(28,1 MiB, 54.367 accesări)

Mai întâi, să înțelegem „conceptele”:
Osciloscop- un dispozitiv conceput pentru cercetare, observare, măsurare a amplitudinii și a intervalelor de timp.
Osciloscoapele sunt clasificate:
♦ în funcție de scopul și metoda de afișare a informațiilor:
- osciloscoape cu măturare periodică pentru observarea semnalelor pe ecran (în Occident se numesc osciloscop)
- osciloscoape cu baleiaj continuă pentru înregistrarea curbei semnalului pe o bandă fotografică (în Occident se numesc oscilograf)
♦ prin metoda de procesare a semnalului de intrare:
- analogic
- digital

Programul funcționează într-un mediu nu mai mic de W2000 și include:
- un osciloscop cu două canale cu o lățime de bandă (în funcție de placa de sunet) nu mai mică de 20 până la 20.000 Hz;
- generator de semnal cu două canale (cu aceeași frecvență generată);
- analizor de spectru
- și este, de asemenea, posibil să se înregistreze un semnal sonor pentru studiul său ulterior

Fiecare dintre aceste programe are caracteristici suplimentare, pe care le vom analiza în cursul studiului lor.

Vom începe cu un generator de semnal:

Generatorul de semnal, așa cum am spus, este cu două canale - Canalul 1 și Canalul 2.
Să luăm în considerare scopul comutatoarelor și ferestrelor sale principale:
1 – butoane pentru pornirea generatoarelor;
2 – Fereastra de setare a formei de undă de ieșire:
sinus- sinusoidal
triunghi- triunghiular
pătrat- dreptunghiular
dinți de ferăstrău- dinți de ferăstrău
zgomot alb- Zgomot alb
3 – regulatoare de amplitudine a semnalului de ieșire (maxim - 1 volt);
4 – Butoane de reglare a frecvenței (frecvența dorită poate fi setată manual în ferestrele de sub butoane). Deși frecvența maximă pe regulatoare este de 10 kHz, în ferestrele inferioare puteți înregistra orice frecvență permisă (în funcție de placa de sunet);
5 – ferestre pentru setarea manuală a frecvenței;
6 – pornirea modului „Sweep - generator”. În acest mod, frecvența de ieșire a generatorului se schimbă periodic de la valoarea minimă setată în casetele „5” la valoarea maximă setată în casetele „Fend” în timpul stabilit în casetele „Timp”. Acest mod poate fi activat fie pentru un canal, fie pentru două canale simultan;
7 – ferestre pentru setarea frecvenței și timpului final al modului Sweep;
8 – conexiune software a ieșirii canalului generatorului la primul sau al doilea canal de intrare al osciloscopului;
9 - stabilirea diferenței de fază între semnalele de la primul și al doilea canal al generatorului.
10 -la Setarea ciclului de lucru al semnalului (eficient numai pentru o undă pătrată).

Acum să aruncăm o privire la osciloscopul în sine:

1 – Amplitudine - reglarea sensibilității canalului de deviere verticală
2 – Sincronizare- permite (prin bifare sau debifare) efectuarea ajustării separate sau simultane a două canale în ceea ce privește amplitudinea semnalului
3, 4 – vă permite să răspândiți semnale de-a lungul înălțimii ecranului pentru observarea lor individuală
5 – setarea timpului de baleiaj (de la 1 milisecundă la 10 secunde, cu 1000 de milisecunde într-o secundă)
6 – start Stop operarea osciloscopului. Când este oprit, starea curentă a alarmelor este salvată pe ecran și apare butonul Salvare ( 16 ) permițându-vă să salvați starea curentă pe computer sub formă de 3 fișiere (date text ale semnalului studiat, imagine alb-negru și imagine color a imaginii de pe ecranul osciloscopului în momentul opririi)
7 – Trigger- un dispozitiv software care întârzie începerea măturarii până când sunt îndeplinite anumite condiții și servește la obținerea unei imagini stabile pe ecranul osciloscopului. Există 4 moduri:
– pornit / oprit... Când declanșatorul este dezactivat, imaginea de pe ecran va părea „curgând” sau chiar „neclară”.
– mod auto... Programul însuși alege modul (normal sau simplu).
– Mod normal... În acest mod, se efectuează o baleiere continuă a semnalului investigat.
– mod unic... În acest mod, se efectuează o măturare unică a semnalului (cu un interval de timp setat de butonul Time).
8 – selectarea canalului activ
9 – Margine- tip de declanșare a semnalului:
- în creștere- pe fața semnalului investigat
– cădere- prin decăderea semnalului investigat
10 – Setare automată- setarea automată a timpului de baleiaj, a sensibilității canalului de deviere verticală Amplitudinea, precum și imaginea este condusă în centrul ecranului.
11 -Modul canal- determină modul în care vor fi afișate semnalele pe ecranul osciloscopului:
– singur- ieșire separată a două semnale către ecran
- CH1 + CH2- ieșirea sumei a două semnale
– CH1 - CH2- ieșirea diferenței a două semnale
– CH1 * CH2- ieșirea produsului a două semnale
12 și 13 – selectarea afișării canalelor pe ecran (sau oricare dintre cele două, sau două deodată, valoarea este afișată lângă Amplitudine)
14 – ieșirea formei de undă a canalului 1
15 – ieșirea formei de undă a canalului 2
16 – deja trecut - înregistrarea unui semnal către un computer în modul de oprire a osciloscopului
17 – scară de timp (avem un regulator Timp este de 10 milisecunde, deci scala este afișată de la 0 la 10 milisecunde)
18 – stare- arată starea curentă a declanșatorului și, de asemenea, vă permite să afișați următoarele date pe ecran:
- HZ și Volți- afisarea frecventei curente a tensiunii semnalului investigat
– cursor- activarea cursoarelor verticale și orizontale pentru măsurarea parametrilor semnalului investigat
– conectați-vă la Fille- înregistrarea pe secundă a parametrilor semnalului studiat.

Efectuarea de măsurători pe un osciloscop

Mai întâi, să setăm generatorul de semnal:

1. Porniți canalul 1 și canalul 2 (triunghiurile verzi se aprind)
2. Setați semnalele de ieșire - sinusoidale și dreptunghiulare
3. Setați amplitudinea semnalelor de ieșire egală cu 0,5 (generatorul generează semnale cu o amplitudine maximă de 1 volt, iar 0,5 va însemna amplitudinea semnalelor egală cu 0,5 volți)
4. Setați frecvența la 50 Herți
5. Treceți în modul osciloscop

Măsurarea amplitudinii semnalului:

1. Butonul de sub inscripție Măsura selectați modul HZ și Volți, puneți o bifă lângă etichete Frecvență și tensiune... În același timp, de sus apar frecvențele curente pentru fiecare dintre cele două semnale (aproape 50 herți), amplitudinea semnalului total. Vp-pși tensiunea efectivă a semnalului Veff.
2. Butonul de sub inscripție Măsura selectați modul Cursoreși puneți o bifă lângă inscripție Voltaj... În acest caz, avem două linii orizontale, iar în partea de jos a inscripțiilor, care arată amplitudinea componentelor pozitive și negative ale semnalului ( A), precum și variația totală a amplitudinii semnalului ( dA).
3. Expunem liniile orizontale în poziția de care avem nevoie față de semnal, pe ecran vom primi date despre amplitudinea lor:

Măsurarea intervalelor de timp:

Facem aceleași operații ca și pentru măsurarea amplitudinii semnalului, cu excepția modului Cursore puneți o bifă la inscripție Timp... Ca urmare, în loc de orizontală, vom obține două linii verticale, iar intervalul de timp dintre cele două linii verticale și frecvența curentă a semnalului în acest interval de timp vor fi afișate mai jos:

Determinarea frecvenței și amplitudinii semnalului

În cazul nostru, nu este nevoie să se calculeze în mod special frecvența și amplitudinea semnalului - totul este afișat pe ecranul osciloscopului. Dar dacă trebuie să utilizați un osciloscop analogic pentru prima dată în viață și nu știți cum să determinați frecvența și amplitudinea semnalului, vom lua în considerare această problemă în scopuri educaționale.

Lăsăm setările generatorului așa cum au fost, cu excepția faptului că amplitudinea semnalului este setată la 1.0, iar setările osciloscopului sunt setate ca în imagine:

Setăm regulatorul de amplitudine a semnalului la 100 milivolti, regulatorul timpului de baleiaj la 50 de milisecunde și obținem imaginea pe ecran ca de sus.

Principiul determinării amplitudinii semnalului:
Regulator Amplitudine stăm în poziție 100 milivolți, ceea ce înseamnă că diviziunea verticală a grilei pe ecranul osciloscopului este de 100 milivolți. Numărăm numărul de diviziuni de la partea de jos a semnalului până la cea de sus (obținem 10 divizii) și înmulțim cu prețul unei diviziuni - 10 * 100 = 1000 milivolți = 1 volt, ceea ce înseamnă că amplitudinea semnalului de sus în jos este de 1 volt. În același mod, puteți măsura amplitudinea semnalului în orice parte a oscilogramei.

Determinarea temporizării semnalului:
Regulator Timp stăm în poziție 50 de milisecunde... Numărul de diviziuni orizontale ale scării osciloscopului este 10 (în acest caz, avem 10 diviziuni pe ecran), împărțiți 50 la 10 și obțineți 5, ceea ce înseamnă că prețul unei diviziuni va fi egal cu 5 milisecunde. Selectăm secțiunea dorită a oscilogramei semnal și calculăm câte diviziuni se potrivește (în cazul nostru - 4 divizii). Înmulțiți prețul unei diviziuni cu numărul de diviziuni 5*4=20 si determina ca perioada semnalului in zona investigata este 20 de milisecunde.

Determinarea frecvenței semnalului.
Frecvența semnalului investigat este determinată de formula uzuală. Știm că o perioadă a semnalului nostru este egală cu 20 de milisecunde, rămâne să aflăm câte perioade vor fi într-o secundă - 1 secundă / 20 milisecunde = 1000/20 = 50 Herți.

Analizor de spectru

Analizor de spectru- un dispozitiv pentru observarea și măsurarea distribuției relative a energiei oscilațiilor electrice (electromagnetice) în banda de frecvență.
Analizor de spectru de frecvență joasă(ca și în cazul nostru) este conceput să funcționeze în domeniul de frecvență audio și este utilizat, de exemplu, pentru a determina răspunsul în frecvență al diferitelor dispozitive, atunci când se examinează caracteristicile zgomotului, se instalează diverse echipamente radio. Mai exact, putem determina răspunsul în frecvență al amplificatorului audio asamblat, putem configura diverse filtre etc.
Nu este nimic dificil în lucrul cu analizorul de spectru, mai jos voi da scopul setărilor sale principale, iar tu însuți, deja empiric, îți vei da seama cu ușurință cum să lucrezi cu el.

Iată cum arată analizorul de spectru în programul nostru:

Ce este aici - ce:

1. Vedere a scalei verticale a analizorului
2. Selectarea frecventă a canalelor afișate din generator și a tipului de afișare
3. Partea de lucru a analizorului
4. Buton pentru înregistrarea stării curente a formei de undă când este oprită
5. Mod de marire a suprafetei de lucru
6. Comutarea scării orizontale (scara de frecvență) de la forma liniară la forma logaritmică
7. Frecvența semnalului curent când generatorul este în modul de baleiaj
8. Frecvența curentă la poziția cursorului
9. Indicator de distorsiune armonică a semnalului
10. Setarea filtrului pentru semnale în funcție de frecvență

Vizualizarea figurilor Lissajous

figurile Lissajous- traiectorii închise, trasate de un punct care efectuează simultan două oscilații armonice în două direcții reciproc perpendiculare. Tipul cifrelor depinde de relația dintre perioade (frecvențe), faze și amplitudini ale ambelor oscilații.

Dacă aplicați la intrări " X" și " Y»Semnale de osciloscop cu frecvențe apropiate, apoi pe ecran puteți vedea figurile lui Lissajous. Această metodă este utilizată pe scară largă pentru a compara frecvențele a două surse de semnal și pentru a potrivi o sursă cu frecvența celeilalte. Când frecvențele sunt apropiate, dar nu sunt egale între ele, cifra de pe ecran se rotește, iar perioada ciclului de rotație este inversul diferenței de frecvență, de exemplu, perioada de rotație este de 2 s - diferența de frecvențe ale semnalului este de 0,5 Hz. Cu frecvențe egale, figura îngheață nemișcată, în orice fază, totuși, în practică, din cauza instabilităților semnalului pe termen scurt, figura de pe ecranul osciloscopului se scutură de obicei ușor. Este posibil să se folosească pentru comparație nu numai aceleași frecvențe, ci și pe cele într-un raport multiplu, de exemplu, dacă sursa de referință poate produce doar 5 MHz, iar sursa reglabilă - 2,5 MHz.

Nu sunt sigur că această funcție a programului vă va fi utilă, dar dacă aveți nevoie brusc de ea, atunci cred că vă puteți da seama cu ușurință de această funcție pe cont propriu.

Funcție de înregistrare a sunetului

Am spus deja că programul vă permite să înregistrați orice semnal sonor pe un computer în scopul studierii sale ulterioare. Funcția de înregistrare a semnalului nu este dificilă și vă puteți da seama cu ușurință cum să o faceți:

Software computer-osciloscop Tone Generator (Redare online a sunetului la o anumită frecvență și volum pe care le setați. Folosit pentru a regla sunetul sau a testa acustica/subwoofer-ul)

Tone Generator (Redare online a sunetului la o anumită frecvență și volum pe care le setați. Folosit pentru a regla sunetul sau a testa acustica/subwoofer-ul)

Cum să utilizați generatorul de tonuri pentru a seta frecvența de tăiere dorită pe controlul filtrului amplificatorului.

Pentru început, trebuie să introduceți un semnal audio de la un dispozitiv (PC, smartphone etc.) conectat la Internet și să redați sunet la intrarea amplificatorului.

Toate celelalte dispozitive trebuie deconectate de la intrarea amplificatorului.

După ce v-ați asigurat că sunetul de la dispozitivul conectat la amplificator este reprodus, puteți începe reglarea filtrelor amplificatorului.

Să luăm în considerare configurarea filtrelor amplificatorului folosind exemplul unui sistem cu două căi construit pe o conexiune canal cu canal la un amplificator cu 4 canale.

Să presupunem că tweeterele (tweeterele) sunt conectate la ieșirile amplificatorului 1 și 2. Conectăm tonerul la intrările corespunzătoare ale amplificatorului.

Dacă tweeter-ul ar trebui să funcționeze cu o limitare de 4000 Hz, setăm această frecvență pe generatorul de tonuri. În același timp, pe amplificator, trebuie să setați controlul HPF la o valoare mai mare (de exemplu, la 8000 Hz sau la poziția extremă a butonului de control). Pornim generatorul de ton și rotim foarte ușor și încet butonul de control în direcția opusă până auzim semnalul de ton specificat în tweetere. De îndată ce volumul semnalului de ton încetează să crească când rotiți butonul, aceasta înseamnă că filtrul amplificatorului este setat la frecvența setată de 4000 Hz.

Acum trebuie să configurați midbasul.

Comutăm dispozitivul cu un generator de tonuri de la intrările 1 și 2 la intrările 3 și 4.

În primul rând, reglam HPF la o frecvență, de exemplu 65 Hz (este reglat în același mod ca și pentru tweeter). Odată ce setarea HPF este completă, treceți la setarea LPF (filtru trece-jos).

Frecvența este setată, de exemplu, aceeași 4000 Hz, pe generatorul de tonuri. Utilizați butonul LPF de pe amplificator pentru a seta o valoare mai mică decât frecvența presetată a generatorului de tonuri.

Porniți tonul și întoarceți încet controlul înainte.

Când auzim semnalul generatorului de ton în difuzorul reglat și volumul acestuia încetează să crească când butonul este rotit, valoarea presetată a filtrului este setată.

Toate celelalte componente ale sistemului sunt configurate în același mod.