Šta mislite šta rade devojke kada se okupe? Da li idu u kupovinu, slikaju se, idu u kozmetičke salone? Da, jeste, ali ne rade svi to. Ovaj članak će govoriti o tome kako su dvije djevojke odlučile sastaviti elektronički uređaj vlastitim rukama.
Zašto analizator spektra?
Na kraju krajeva, postoji dosta softverskih rješenja za ovaj problem, a postoji i mnogo opcija za implementaciju hardvera. Prvo, zaista sam želeo da radim sa velikim brojem LED dioda (pošto smo već sastavili led kocku, svaku za sebe, ali u malim veličinama), i drugo, da primenim u praksi stečeno znanje o digitalnoj obradi signala i, u - treće, još jednom vježbajte rad sa lemilom.Razvoj uređaja
Jer Uzimanje gotovog rješenja i to striktno prema uputama je dosadno i nezanimljivo, pa smo odlučili sami razviti sklop, oslanjajući se samo malo na već napravljene uređaje.Za displej je odabrana LED matrica 8x32. Bilo je moguće koristiti gotove 8x8 led matrice i sastaviti od njih, ali odlučili smo da sebi ne uskratimo zadovoljstvo večernjeg sjedenja s lemilom, pa smo sami sastavili ekran od LED dioda.
Da bismo pokrenuli displej, nismo ponovo izmislili točak i koristili smo dinamički kontrolni krug ekrana. One. izabrali su jednu kolonu, zapalili, ostale kolone su se u tom trenutku ugasile, onda su izabrali sledecu, zapalile, ostale su se ugasile itd. Zbog činjenice da ljudsko oko nije savršeno, na displeju možemo uočiti statičnu sliku.
Idući putem najmanjeg otpora, odlučeno je da bi bilo razumno prenijeti sve proračune na Arduino kontroler.
Uključivanje određenog reda u kolonu vrši se otvaranjem odgovarajućeg ključa. Da bi se smanjio broj izlaznih pinova kontrolera, kolona se bira putem dekodera (na taj način možemo smanjiti broj kontrolnih linija na 5).
TRS konektor (mini utičnica 3,5 mm) izabran je kao interfejs za povezivanje sa računarom (ili drugim uređajem koji može da prenosi audio signal).
Sastavljanje uređaja
Sastavljanje uređaja počinjemo tako što ćemo napraviti maketu prednje ploče uređaja.
Materijal za prednju ploču je crna plastika debljine 5mm (pošto je prečnik diodnog sočiva takođe 5mm). Prema razvijenom rasporedu, markiramo, izrezujemo prednju ploču na potrebnu veličinu i bušimo rupe u plastici za LED diode.
Tako dobijamo gotovu prednju ploču na kojoj već možete sastaviti ekran.
Dvobojne (crveno-zelene) sa zajedničkom katodom GNL-5019UEUGC korištene su kao LED diode za matricu. Prije početka montaže matrice, vodeći se pravilom “dodatna kontrola neće oštetiti” sve LED diode, odnosno 270 kom. (uzimali su ga sa marginom za svaki slučaj), testirani su na operativnost (za to je sastavljen uređaj za testiranje, uključujući konektor, otpornik od 200Ω i napajanje od 5V).
Zatim odmotamo LED diode na sljedeći način. Savijamo anode crvene i zelene diode u jednom smjeru (desno), savijamo katodu u drugom smjeru, vodeći računa da je katoda niža od anoda. Zatim savijte katodu na 90°.
Sastavljanje matrice počinjemo iz donjeg desnog ugla, sastavljamo je po stupcima.
Sjećajući se pravila "dodatna kontrola ne škodi", nakon jedne ili dvije zalemljene kolone, provjeravamo performanse.
Gotova matrica izgleda ovako.
Pogled pozadi:
Prema razvijenoj shemi, lemimo kontrolni krug reda i stupca, lemimo petlje i mjesto za Arduino.
Odlučeno je da se prikaže ne samo amplitudno-frekvencijski spektar, već i fazno-frekvencijski spektar, kao i odabir broja uzoraka za prikaz (32,16,8,4). Za to su dodana 4 prekidača: jedan za odabir vrste spektra, dva za izbor broja uzoraka i jedan za uključivanje i isključivanje uređaja.
Pisanje programa
Još jednom, vodimo se našim pravilom i pazimo da naš displej bude u potpunosti operativan. Da bismo to učinili, pišemo jednostavan program koji potpuno osvjetljava sve LED diode na ekranu. Naravno, prema Murphyjevom zakonu, nekoliko LED dioda je nedostajalo struje i trebalo ih je zamijeniti.
Nakon što smo se uvjerili da sve radi, počeli smo pisati glavni programski kod. Sastoji se iz tri dijela: inicijalizacija potrebnih varijabli i očitavanje podataka, dobijanje spektra signala brzom Fourierovom transformacijom, prikazivanje dobijenog spektra sa potrebnim formatiranjem na displeju.
Sastavljanje krajnjeg uređaja
Na kraju imamo prednju ploču, a ispod nje je gomila žica koje treba nečim pokriti, a prekidače na nešto pričvrstiti. Prije toga je bilo razmišljanja da se tijelo napravi od ostataka plastike, ali nismo baš zamišljali kako će to konkretno izgledati i kako to učiniti. Rješenje problema je došlo sasvim neočekivano. Šetajući kroz željezaru, pronašli smo plastičnu saksiju za cvijeće koja je bila iznenađujuće savršene veličine.
Stvar je ostala mala, označite rupe za konektore, kablove i prekidače, kao i izrežite dva bočna panela od plastike.
Kao rezultat, sastavljajući sve, povezujući uređaj sa računarom, dobili smo sledeće:
Amplitudno-frekvencijski spektar (32 brojanja):
Amplitudno-frekvencijski spektar (16 brojanja):
Amplitudno-frekvencijski spektar (8 uzoraka):
Amplitudno-frekvencijski spektar (4 brojanja):
Fazno-frekvencijski spektar:
Pogled sa zadnje strane:
Video rada uređaja
Radi jasnoće, video je snimljen u mraku. Uređaj prikazuje amplitudno-frekvencijski spektar na video snimku, a zatim ga na 7 sekundi prebacujemo na fazno-frekvencijski spektar.Spisak potrebnih stavki
- LED diode GNL-5019UEUGC - 256 kom. (Za prikaz)
- Tranzistori n-p-n KT863A - 8 kom. (Za manipuliranje nizovima)
- Tranzistori p-n-p S32740 - 32 kom. (Za upravljanje kolonama)
- Otpornici 1kOhm - 32 kom. (Za ograničavanje bazne struje pnp tranzistora)
- Dekoderi 3/8 IN74AC138 - 4 kom. (Da odaberete kolonu)
- Dekoderi 2/4 IN74AC139 - 1 kom. (Za kaskadne dekodere)
- Montažna ploča 5x10cm - 2 kom.
- Petlje
- Arduino Pro micro - 1 kom.
- Mini utičnica 3,5 mm - 1 kom.
- Prekidač - 4 kom.
- Crna plastika 720 * 490 * 5 mm - 1 list. (za okvir)
- Saksija crna 550 * 200 * 150 mm - 1 kom. (za slučaj)
Program je amplitudno-frekventni analizator zvuka otvorenog koda u realnom vremenu.
Frekventni analizator radi sa bilo kojom zvučnom vibracijom, uključujući ljudski glas, izvodeći brzu Fourierovu transformaciju na njima i razbijajući ih na frekvencijske komponente.
Kada mikrofon pretvara zvuk u napon, zvučna kartica djeluje kao vrlo brz digitalni voltmetar koji mjeri napon od 11025 do 44100 puta u sekundi (broj mjerenja u sekundi možete podesiti sami u programu). Svako mjerenje se pretvara u osmo- ili šesnaestocifreni broj. Šesnaestocifreni brojevi omogućavaju precizniju analizu slabih signala. Kao rezultat uzorkovanja, moguće je dobiti niz brojeva. Rekreiraju se kao sinusoida u radnom prozoru programa pod nazivom "Wave". Osim toga, svaki zvuk se može prikazati kao kombinacija sinusnih valova različitih frekvencija. Matematički, ova podjela na frekvencijske komponente naziva se Fourierova transformacija. Najbolji od svih mogućih algoritama se zove Brza Fourierova transformacija. Dakle, prozor "Frequency Spectrum" prikazuje spektralni sastav zvuka.
U programu možete odabrati broj mjerenja koja će biti uključena u jednu Fourierovu transformaciju. Što se više mjerenja izvrši, to se više frekvencija može naći u spektru. Kada promijenite ovu vrijednost u Frequency Analyzeru, grafikon će se promijeniti.
Za one koji bi htjeli sami da naprave takve programe, programeri su predstavili originalni algoritam Fast Fourier Transform, kreiran u C++. Možete ga slobodno koristiti u bilo kojem komercijalnom softveru. Takođe, po popularnoj potražnji, komplet za distribuciju uključuje tutorijal o tome kako raditi sa signalima koji dolaze do mikrofona koristeći Win32 API, kompletan izvorni kod Frequency Analyzer i udžbenik o fizici zvuka. Ovaj softverski paket radi bez instalacije. Da bi program radio, morate imati mikrofon i zvučnu karticu.
Broj izračunavanja Fourierovih transformacija u sekundi može se podesiti pomoću programskog parametra „Brzina (FFT“ s u sekundi). ”Međutim, programeri upozoravaju da biste trebali biti vrlo oprezni kada mijenjate ove vrijednosti, jer spori procesori možda neće imati vremena da obradi sve vrijednosti koje šalje zvučna kartica. će zamrznuti računar.
Frekvencijski analizator je razvio Reliable Software 1996. godine. To je sindikat četiri nezavisna programera, od kojih dvojica žive u Sijetlu, SAD (Bartosz Milevsky i Debbie Erlich), a dva u Gdanjsku u Poljskoj (Wieslaw Kalkus i Piotr Troyanovski). Osnovni cilj svoje delatnosti je da kompanija proglasi borbu protiv nekvalitetnog softvera. Rad na kreiranju programa odvija se na daljinu u realnom vremenu putem Skypea. Autori su već kreirali brojne Windows tutorijale i knjigu o programiranju na mreži, blog o programiranju niti i referencu za Windows API.
Interfejs aplikacije je engleski, nema lokalizacije. Međutim, zbog minimalnog broja postavki nije teško razumjeti program.
Frequency Analyzer radi na personalnim računarima koji koriste Microsoft Windows operativni sistem počevši od Windows 98.
Distribucija programa: Freeware (besplatno)
Alexey Lukin
Analizator spektra - uređaj za mjerenje i prikaz spektra signala - raspodjela energije signala po frekvencijama. Ovaj članak govori o glavnim tipovima analizatora spektra i ilustruje njihovu upotrebu za uređivanje i vraćanje zvuka. Posebna pažnja posvećena je savremenim analizatorima zasnovanim naFFT- brza Fourierova transformacija.
Zašto analizirati spektar?
Tradicionalno, u digitalnom audio zapisu, audio zapis se predstavlja u obliku oscilograma koji prikazuje oblik zvučnog talasa (talasnog oblika), odnosno zavisnost amplitude zvuka o vremenu. Takav prikaz je sasvim jasan za iskusnog tonskog inženjera: oscilogram vam omogućava da vidite glavne događaje u zvuku, kao što su promjene jačine zvuka, pauze između dijelova komada, a često čak i pojedinačne note u solo snimku instrumenta. . Ali istovremeno ozvučenje nekoliko instrumenata na oscilogramu se "miješa" i vizualna analiza signala postaje teška. Međutim, naše uho može lako razlikovati pojedinačne instrumente u malom ansamblu. Kako se to dešava?
Kada složena zvučna vibracija udari u bubnu opnu uha, ona se prenosi kroz niz koštica do organa koji se zove pužnica. Puž je elastična cijev uvijena u spiralu. Debljina i krutost puža glatko variraju od ruba do centra spirale. Kada složena vibracija stigne na rub pužnice, ona uzrokuje vibracije kao odgovor iz različitih dijelova pužnice. U ovom slučaju, rezonantna frekvencija za svaki dio pužnice je različita. Dakle, puž razlaže složenu zvučnu vibraciju na zasebne frekvencijske komponente. Svakom dijelu pužnice pristupaju odvojene grupe slušnih živaca koji prenose informacije o vibracijama pužnice u mozak (za više detalja o slušnoj percepciji pogledajte članak I. Aldoshine "Osnove psihoakustike" u časopisu "Zvuk Inženjer" br. 6, 1999). Kao rezultat toga, mozak prima informacije o zvuku, već razložene na frekvencije, a osoba može lako razlikovati visoke zvukove od tihih. Osim toga, kao što ćemo uskoro vidjeti, frekvencijska dekompozicija pomaže u razlikovanju pojedinačnih instrumenata u polifonom snimku, što uvelike proširuje mogućnosti uređivanja.
Analizatori propusnog opsega
Prvi analizatori audio spektra dijele signal u frekventne pojaseve koristeći skup analognih filtera. Displej takvog analizatora (slika 1) prikazuje nivo signala u mnogim frekventnim opsezima koji odgovaraju filterima.
Rice. 1. Treća oktava Specan32 analizator koji emulira dobro poznati uređaj KlarkTeknik DN60
Na sl. 2 prikazuje primjer frekvencijskih karakteristika propusnih filtera u analizatoru koji zadovoljava standard GOST 17168-82. Takav analizator naziva se jedna trećina oktave, jer u svakoj oktavi frekvencijskog opsega postoje tri pojasa. Može se vidjeti da se frekvencijske karakteristike propusnih filtara preklapaju; njihov nagib ovisi o redoslijedu korištenih filtera.
Rice. 2. Frekvencijski odziv filtra analizatora spektra jedne trećine oktave
Važna osobina analizatora spektra je balistika - inercija mjerača nivoa u frekvencijskim opsezima. Može se podesiti podešavanjem brzine porasta (napada) i pada nivoa. Tipična vremena napada i pada u takvom analizatoru su 200 i 1500 ms.
Analizatori propusnog opsega se često koriste za podešavanje frekvencijskog odziva (frekventnog odziva) akustičkih sistema na koncertnim prostorima. Ako se napaja ulaz u takav analizator ružičasti šum(koji imaju istu snagu u svakoj oktavi), displej će prikazati horizontalnu liniju, eventualno korigovanu za šum tokom vremena. Ako je ružičasti šum, koji prolazi kroz sistem zvučnog pojačanja dvorane, izobličen, tada će na analizatoru biti vidljive promjene u njegovom spektru. U ovom slučaju, analizator će, kao i naše uho, biti neosjetljiv na uske padove frekvencijskog odziva (manje od 1/3 oktave).
Fourierova transformacija
Fourierova transformacija je matematički aparat za razlaganje signala u sinusne oscilacije. Na primjer, ako je signal x(t) kontinuirano i beskonačno u vremenu, onda se može predstaviti kao Fourierov integral:
Fourierov integral prikuplja signal x(t) iz beskonačnog skupa sinusoidnih komponenti svih mogućih frekvencija ω imaju amplitude X ω i faze φ ω .
U praksi nas više zanima analiza vremenski ograničenih zvukova. Pošto muzika nije statičan signal, njen spektar se menja tokom vremena. Stoga nas u spektralnoj analizi obično zanimaju pojedinačni kratki fragmenti signala. Za analizu takvih fragmenata digitalnog audio signala postoji diskretna Fourierova transformacija:
Evo N diskretni uzorci signala x(n) u vremenskom intervalu od 0 do N-1 su sintetizirani kao zbir konačnog broja sinusoidnih oscilacija sa amplitudama X k i faze φ k... Frekvencije ovih sinusoida su kF / N, gdje F je brzina uzorkovanja signala, i N- broj uzoraka originalnog signala x(n) na analiziranom intervalu. Skup koeficijenata X k pozvao amplitudskog spektra signala... Kao što se može vidjeti iz formule, frekvencije sinusoida, na koje se signal razlaže, ravnomjerno su raspoređene od 0 (konstantna komponenta) do F/ 2 - maksimalna moguća frekvencija u digitalnom signalu. Ovaj linearni raspored frekvencija razlikuje se od propusnog opsega analizatora jedne trećine oktave.
FFT analizatori
FFT (brza Fourierova transformacija) je algoritam za brzo izračunavanje diskretne Fourierove transformacije. Zahvaljujući njemu, postalo je moguće analizirati spektar audio signala u realnom vremenu.
Pogledajmo rad tipičnog FFT analizatora. Na ulazu prima digitalni audio signal. Analizator bira uzastopne intervale iz signala ("prozor"), na kojem će se izračunati spektar, i izračunava FFT u svakom prozoru kako bi se dobio spektar amplitude X k... Izračunati spektar je prikazan kao grafik amplitude u odnosu na frekvenciju (slika 3). Slično kao kod propusnih analizatora, obično se koristi logaritamska skala duž ose frekvencije i amplitude. Međutim, zbog linearnog rasporeda FFT opsega u frekvenciji, spektar može izgledati nedovoljno detaljan na niskim frekvencijama ili pretjerano oscilirajući na visokim frekvencijama.
Rice. 3. Prikaz FFT analizatora
Uzimajući u obzir FFT kao skup filtera, tada će, za razliku od propusnih filtara analizatora jedne trećine oktave, FFT filteri imati istu širinu u hercima, a ne u oktavama. Dakle, ružičasti šum na FFT analizatoru više neće biti horizontalna linija, već kosa sa nagibom od 3 dB/oct. Horizontalna linija na FFT analizatoru će biti Bijeli šum- sadrži jednaku energiju u jednakim linearnim intervalima frekvencije.
Parametar N- broj analiziranih uzoraka signala - je od odlučujućeg značaja za vrstu spektra. Više N, što je gušća frekventna mreža preko koje FFT dekomponuje signal, i to se više detalja o frekvenciji vidi u spektru. Da bi se postigla veća frekvencijska rezolucija, potrebno je analizirati duže dijelove signala. Ako signal unutar FFT prozora promijeni svoja svojstva, tada će spektar prikazati neke prosječne informacije o signalu iz cijelog intervala prozora.
Kada trebate analizirati brze promjene u signalu, dužini prozora N izaberite mali. U ovom slučaju, rezolucija analize se povećava u vremenu i smanjuje učestalost. Stoga je frekvencijska rezolucija analize obrnuto proporcionalna vremenskoj rezoluciji. Ova činjenica se zove neizvjesnost.
Prozori za vaganje
Jedan od najjednostavnijih zvučnih signala je sinusni ton. Kako će izgledati njegov spektar na FFT analizatoru? Ispostavilo se da zavisi od frekvencije tona. Znamo da FFT ne razlaže signal na frekvencije koje su stvarno prisutne u signalu, već duž fiksne uniformne frekvencijske mreže. Na primjer, ako je brzina uzorkovanja 48 kHz i veličina FFT prozora je 4096 uzoraka, tada FFT razlaže signal na 2049 frekvencija: 0 Hz, 11,72 Hz, 23,44 Hz, ..., 24000 Hz.
Ako frekvencija tona odgovara jednoj od frekvencija FFT mreže, tada će spektar izgledati "savršeno": jedan oštri vrh će označavati frekvenciju i amplitudu tona (Slika 4, bijeli grafikon).
Ako se frekvencija tona ne poklapa ni sa jednom od frekvencija FFT mreže, tada će FFT "prikupiti" ton od frekvencija dostupnih u mreži, u kombinaciji s različitim težinama. U ovom slučaju, graf spektra je zamućen u frekvenciji (slika 4, zeleni grafikon). Ovo zamućenje je obično nepoželjno jer može prikriti slabije zvukove na susjednim frekvencijama. Također možete primijetiti da je amplituda maksimuma zelenog grafikona niža od stvarne amplitude analiziranog tona. To je zbog činjenice da je snaga analiziranog tona jednaka zbiru snaga koeficijenata spektra od kojih je ovaj ton sastavljen.
Rice. 4. Spektar sinusoidnog tona različitih frekvencija sa i bez pondera
Da bi se smanjio efekat zamućenja, signal se množi sa težina prozora- glatke funkcije, slične Gaussovim, koje padaju na rubove intervala. Oni smanjuju zamućenje spektra na račun neke degradacije frekvencijske rezolucije. Razmatrajući FFT kao skup propusnih filtera, ponderi regulišu međusobnu penetraciju frekvencijskih opsega.
Najjednostavniji prozor je pravougaoni: konstanta je 1, što ne mijenja signal. To je ekvivalentno odsustvu prozora za ponderisanje. Jedan od popularnih prozora je Hamingov prozor. Smanjuje nivo razmazivanja za oko 40 dB od glavnog vrha.
Prozori težine razlikuju se po dva glavna parametra: stepenu proširenja glavnog vrha i stepenu supresije zamućenja spektra ("bočni režnjevi")... Što više želimo da potisnemo bočne režnjeve, to će glavni vrh biti širi. Pravougaoni prozor najmanje zamagljuje vrh vrha, ali ima najviše bočne režnjeve. Kaiser prozor ima parametar koji vam omogućava da odaberete željeni stepen potiskivanja bočnog režnja.
Još jedan popularan izbor je Khan prozor. On potiskuje maksimalni bočni režanj slabije od Hammingovog prozora, ali ostatak bočnih režnjeva opada brže sa udaljenosti od glavnog vrha. Blackmanov prozor ima više potiskivanja bočnih režnja od Khanovog prozora.
Za većinu zadataka nije od velike važnosti koju vrstu pondera koristiti. Glavna stvar je imati ga. Popularni izbori su Khan ili Blackman. Upotreba ponderskog prozora smanjuje ovisnost oblika spektra o specifičnoj frekvenciji signala i njegovoj podudarnosti sa FFT frekvencijskom mrežom.
Slika 4 je napravljena za sinusoide, međutim na osnovu nje je lako zamisliti kako će izgledati spektar stvarnih zvučnih signala. Svaki vrh u spektru će imati neki zamućen oblik, ovisno o njegovoj frekvenciji i odabranom prozoru težine.
Duži FFT prozori se mogu koristiti za kompenzaciju proširenja vrha kada se koriste prozori težine: na primjer, ne 4096, već 8192 uzorka. Ovo će poboljšati rezoluciju analize u učestalosti, ali degradirati u vremenu.
Spektrogram
Često je potrebno pratiti kako se spektar signala mijenja tokom vremena. FFT analizatori pomažu da se to uradi u realnom vremenu prilikom reprodukcije signala. Međutim, u određenom broju slučajeva, pokazalo se da je zgodno vizualizirati promjenu spektra u cijelom audio fragmentu odjednom. Ova reprezentacija signala se zove spektrogram... Da biste ga izgradili, koristite prozorska Fourierova transformacija: spektar se izračunava iz uzastopnih signalnih prozora (slika 5), a svaki od ovih spektra formira kolonu u spektrogramu. 
Rice. 5. Proračun spektrograma signala
Horizontalna osa spektrograma je vrijeme, vertikalna osa je frekvencija, a amplituda je prikazana u svjetlini ili boji. Spektrogram gitarske note na sl. 6 prikazuje razvoj zvuka: počinje oštrim napadom i nastavlja se u obliku harmonika, višekratnika frekvencije osnovnog tona od 440 Hz. Može se vidjeti da gornji harmonici imaju manju amplitudu i opadaju brže od nižih. Takođe, šum snimanja se može pratiti na spektrogramu - jednoličnoj pozadini tamnoplave boje. Desno je skala korespondencije boja i nivoa signala (u decibelima ispod nule).
Rice. 6. Spektrogram gitarske note s različitim veličinama FFT prozora
Ako promijenite veličinu FFT prozora, možete jasno vidjeti kako se mijenja frekvencija i vremenska rezolucija spektrograma. Kako se prozor povećava, harmonici postaju tanji i njihova frekvencija se može preciznije odrediti. Međutim, trenutak napada je zamagljen u vremenu (na lijevoj strani spektrograma). Kada se veličina prozora smanji, uočava se suprotan efekat.
Spektrogram je posebno koristan kada se analiziraju signali koji se brzo mijenjaju. Na sl. 7 prikazuje spektrogram vokalnog pasusa sa vibratom. Iz njega je lako odrediti takve karakteristike glasa kao što su frekvencija i dubina vibrata, njegov oblik i ujednačenost, prisustvo pjevačkog formanta. Promjenom visine glavnog tona i harmonika može se pratiti izvedena melodija.
Rice. 7. Spektrogram vokalnog odlomka sa vibratom
Spectrogram Applications
Moderna sredstva za restauraciju zvuka, kao što je program iZotope RX, aktivno koriste spektrogram za uređivanje pojedinačnih vremenski-frekventnih područja u signalu. Ovom tehnikom možete pronaći i potisnuti neželjene prizvuke kao što su zvonjenje mobilnog telefona tokom važnog snimanja, škripa pijanističke stolice, kašalj u dvorani itd.
Ilustrujmo upotrebu spektrograma za uklanjanje zvižduka navijača sa snimka uživo.
Rice. 8. Uklanjanje neželjenih prizvuka pomoću spektrograma
Na sl. 8 zviždaljku je lako pronaći: to je svjetlosno zakrivljena linija u području od 3 kHz. Kada bi frekvencija zvižduka bila konstantna, onda bi se mogla potisnuti pomoću notch filtera. Međutim, u našem slučaju se frekvencija mijenja. Zgodno je koristiti alat “magic wand” iz programa iZotope RX II za isticanje zviždaljke na spektrogramu. Pritisnite jednom da biste istakli glavni ton zviždaljke, pritisnite ponovo da biste istakli harmonike. Nakon toga, zviždaljka se može ukloniti jednostavnim pritiskom na tipku Del. Međutim, precizniji način je korištenje modula Spectral Repair: ovo će izbjeći "rupe" u spektru nakon uklanjanja zviždaljke. Nakon primjene ovog modula u vertikalnom modu Attenuate, zviždaljka gotovo potpuno nestaje sa snimanja, kako vizualno tako i slušno.
Još jedna korisna primjena spektrograma je analiza prisutnosti tragova MP3 kompresije ili drugih kodeka s gubicima u snimku. Većina snimaka originalnog (nekomprimovanog) kvaliteta ima frekvencijski opseg do 20 kHz i više; u ovom slučaju, energija signala opada glatko sa povećanjem frekvencije (kao na sl. 6, 7). Kao rezultat psihoakustičke kompresije, gornje frekvencije signala su kvantizirane više od donjih, a gornja granica spektra signala je nula (kao na slici 8). U ovom slučaju, granična frekvencija ovisi o sadržaju kodiranog signala i o bitrate-u enkodera. Jasno je da enkoder teži nuliranju samo onih frekvencija u signalu koje trenutno nisu čujne (maskirane). Stoga se granična frekvencija, po pravilu, mijenja s vremenom, što na spektrogramu formira karakterističnu "rubicu" s otocima energije na tamnoj pozadini.
Slična situacija se ponekad dešava sa smetnjama niske frekvencije, kao što je vjetar koji duva u mikrofon ili DC offset (DC offset). Mogu se locirati na infra-niskim frekvencijama i ne mogu se otkriti bez pomoći spektralnog analizatora ili osciloskopa.
Zaključak
Među iskusnim inženjerima zvuka stare škole je široko rasprostranjeno mišljenje da signale treba analizirati i uređivati isključivo sluhom, ne oslanjajući se na indikatore i analizatore. Naravno, analizatori nisu lijek za gubitak sluha. Teško da neko ozbiljno doživljava ideju mešanja kompozicije "po instrumentima".
Spektar i spektrogram su načini predstavljanja zvuka koji su bliži slušnoj percepciji nego oscilogram. Nadam se da će ovaj članak otvoriti nove mogućnosti u analizi i montaži zvuka za one koji ranije nisu radili s ovim pogledima.
Svako od vas je verovatno naišao na analizatore zvuka hteo to ili ne. Na policama prodavnica već više od deset godina, svaki manje-više pristojan muzički centar ima po jedan. Ljudi ih obično zovu "muzika u boji", "ekvilajzer" i slično. Na računaru, takođe, mnogi igrači imaju analizatore spektra i u nekim slučajevima veoma moćno vizualizuju zvuk (dodatci za Winamp). Ali sada nećemo govoriti o običnom korisniku, već o profesionalnim programima za analizu signala (u našem slučaju zvuka). Dozvolite mi da objasnim zašto pišem "signal". Zapravo, ovi programi vam omogućavaju da analizirate signal koji stiže na ulaz zvučne kartice, ali postoje majstori koji daju ne-audio signale i dobiju nešto poput osciloskopa ili multimetra, ali opet nam to ne treba. U recenziju sam uključio 3 programa za analizu signala (zvuka): PAS Analysis Center v3.5, 4Pockets PocketRTA PC v1.0 i Pinguin Audio Meter v2.2.
PAS centar za analizu v3.5
Dakle, počnimo redom: pokretanjem programa vidimo nekoliko prozora (slika 1). Ovdje ćemo ih dalje razmotriti.
Slika 1. Windows u PAS Analysis Center v3.5
Prvi od prozora je Spectrum Analyzer, sam analizator spektra. Na prvoj kartici (FFT Length) se vrše podešavanja za Fourierovu transformaciju (u stvari, sam proces predstavljanja signala u spektralnom obliku). Blackman, Hamming, Parzen, itd. su takozvani "prozori", drugim riječima, to su imena matematičara koji su svaki predložili svoju vlastitu funkciju ponderiranja za predstavljanje spektra zvuka. Ako želite da osjetite razliku između njih, onda uključite generator (slika 2) i generirajte sinusni val (sinus).
Slika 2. Uključivanje generatora
Budući da bi sinusoida idealno trebala dati jedan vrh u spektralnom području, možete prebaciti gornje "prozore" i pogledati rezultat.
Sljedeći parametar je FFT Length... Ovo je broj uzoraka u Fourierovoj transformaciji. Što je ova vrijednost veća, to je spektralni odgovor precizniji, ali je proces sporiji. I obrnuto.
Sljedeća kartica je Scale... Ovdje se nalaze postavke skale analizatora spektra. Sve tri karakteristike određuju aksijalno širenje/skupljanje.
Display... Ova kartica sadrži postavke za tip analizatora spektra.
Amplituda dnevnika i frekvencija dnevnika- logaritamske ili linearne skale duž odgovarajućih osa. Crtanje mreže - crtanje mreže. Crtajte neaktivno - isticanje spektralnih traka. Nacrtaj skalu amplitude i Nacrtaj skalu frekvencije - prikazuje gradaciju skale nivoa i frekvencije, respektivno. Crtanje vrhova - crtanje vrhova. Zadržavanje vrhova - Prikazuje posljednju vršnu vrijednost.
Ljubazno- vrsta vizualizacije spektra. Ovdje je posebno zanimljiv način skrolovanja, jer u ovom modu, treća dimenzija je i dalje uključena - vrijeme.
Vrhovi- podešavanje prikaza vrhova. Brojevi - debljina vrha. Peak delay - kašnjenje vrhova. Peak speed - brzina propadanja vrhova.
Propadanje- postavljanje vremena regeneracije spektralnih kolona. Potrebno za korekciju brzine, tj. tako da ne skaču vrtoglavom brzinom ili, naprotiv, jedva se bacaju i okreću.
Slika 3. Osciloskop
Sledeći prozor je Osciloskop (slika 3). Prikazuje talasni oblik u slučaju zvuka, i općenito promjenu napona (ili struje, ovisno o priključku) analiziranog signala.
FFT Length- kao što sam rekao, ovo je postavka za Fourierovu transformaciju.
Scale- ovdje je postavljanje oznaka skale. Efekat - odaberite podjelu po boji za vrhove ili za gornji/donji dio (Splitt).
Display- prikaz prilagođavanja. Ovdje vrijedi istaknuti Scroll - značajno sažimanje vremena, pogodno je za posmatranje općenitije slike.
Odjeća- vrsta crtanja talasa.
Način rada okidača- Ova funkcija je slična funkciji okidača u osciloskopima. I teško da će biti od koristi za analizu muzike. Up Flag i Down Flag - na kojoj ivici da se sinhronizuje (primjetno na signalima pilastih zubaca). Nivo okidača - nivo okidača.
I poslednji prozor - Spektrogram(Slika 4) ovo je zapravo obrnuti spektar rastegnut tokom vremena. Amplituda (nivo) je ovdje prikazana u boji.
Slika 4. Spektrograf
Dužina FFT - vidi ranije.
Scale- postavljanje skale i pojačanja. Skala pojačala - pojačanje. Sensitive - osjetljivost. Frekventna skala - stepen do kojeg je osa frekvencije rastegnuta. Freq base - osnovna (niža) frekvencija.
Display- Postavke prikaza spektrograma. Ubrzati - ubrzanje u vremenu. Reljefno - mijenja pozadinu spektrografa, posebno je efektno kod drugih podešavanja (crno-bijelo u outfitu). Scroll display - skrolujte ekran dok prolazite ili se vraćate nazad.
Odijelo- postavke boja spektrograma.
Ovim je završen pregled prozora.
Sada želim da kažem nešto o osnovnim principima ovog programa, i drugih sličnih (analizator signala).
Postoje 3 načina rada ovakvih programa: 1. Uživo (analiza zvuka u realnom vremenu sa ulaza zvučne kartice). Ovdje pogledajte sliku 5
Slika 5. Režim "Uživo".
2. File player. Analizira već snimljene fajlove (vidi sliku 6)
Slika 6. Način rada igrača
3. Generatorski način rada. Već sam to pomenuo gore (vidi sl. 2). Korisno za podešavanja i podešavanja.
4Pockets PocketRTA PC v1.0
Ovaj proizvod je zanimljiv po tome što je napravljen za dvije platforme: PC i Pocket PC, tj. i za desktop i za džepne računare. Pogledaću desktop verziju.
Dakle, uključivanjem programa vidimo glavni prozor programa (slika 7).
Slika 7. Glavni prozor 4Pockets PocketRTA PC v1.0
Na vrhu vidimo nivoe ulaznog signala. Nešto ispod je dio koji pokazuje nivo najglasnije frekvencije u spektru u obliku, zapravo, numeričke vrijednosti u hercima, kao i približno napomena koja odgovara ovoj frekvenciji. Prozor analizatora se nalazi još niže. Na samom dnu je odjeljak postavki. Ovdje ćemo to detaljnije razmotriti.
Scale- izbor tačnosti i tipa analizatora. Osim toga, postoji osciloskop (Sample), spektrograf (Spectrograph) i tako neobična funkcija kao što je nivo zvučnog pritiska (SPL). SPL se koristi za određivanje odnosa signal-šum i nekih karakteristika hardvera.
Prosjek- funkcija za praktičnost posmatranja spektra (usporava / ubrzava)
pon- (Monitorski kanal) odabir vrste analiziranih kanala (mono, stereo, lijevo, desno)
Trace- zadržava vršne nivoe na ekranu. Pogodno kada je podešen na oktavu.
Težina- prema programerima, na frekvencijama ispod 500 Hz i iznad 4 kHz, slušna osjetljivost opada, što znači da izvan ovih frekvencijskih granica osoba čuje zvukove tiše. Za kompenzaciju ovog efekta, profesionalna oprema koristi krivulje težine. Dostupne su 4 vrste krivulja težine.
Propadanje je stopa raspada spektralnih kolona.
Dobitak- dobiti kontrolu. Povećanje od 3 dB je kao množenje od 2 puta.
Pauza- pauza (i ko je sumnjao).
Ton- generator. Dostupno je 8 sinusoidnih unapred podešenih frekvencija i 2 unapred podešena šuma.
Takođe želim da vam skrenem pažnju na činjenicu da u režimu spektralnog analizatora u delu ispod nivoa možemo videti frekvenciju, notu i nivo na mestu gde kliknemo mišem. Ponekad korisno.
Pinguin Audio Meter v2.2
Ovaj proizvod nije tako fleksibilan kao njegova braća i sestre. Ali svidio mi se zbog svoje jednostavnosti i dizajna, jer ne moraju uvijek i ne moraju svi koristiti puno svih složenih postavki.
Program Pinguin Audio Meter ima ukupno 4 prozora (sl. 8)
Slika 8. Glavni prozor Pinguin Audio Meter v2.2
Pogodnost ovog programa je što se svaki prozor može proširiti i tako je mnogo ugodniji za posmatranje. Kada kliknete desnim tasterom miša, iskače meni sa postavkama za svaki prozor.
PPM metar- indikator nivoa (sl. 9). Dostupne postavke su horizontalno/vertikalno, zadržavanje vrha, vršno raspadanje, vrijeme raspadanja i boja.
Slika 9. PPM mjerač - mjerač nivoa u Pinguin audio mjeraču
Stereometar - indikator fazne korelacije i širine stereo baze u X-Y koordinatama (Sl. 10).
Slika 10. Stereo metar u Pinguin Audio Meteru
Dostupne su sljedeće postavke:
Vidljive tačke- broj vidljivih tačaka za podešavanje jasnoće slike.
Debele tačke- podebljane ili male tačke.
Uzorci- vrijeme uzorkovanja. Podešava se kako bi se smanjilo opterećenje procesora.
Analizator spektra- analizator spektra (kao što možete pretpostaviti) (sl. 11).
Slika 11. Analizator spektra u Pinguin Audio Meteru
U meniju podešavanja dostupni su isti kao i za indikator nivoa, ali postoji još nekoliko njihovih.
Prozor- težinske funkcije Fourierove transformacije (vidi gore, o Spectra Lab). Dostupno je 7 funkcija. Kreatori programa smatraju da je Welch funkcija zanimljiva.
Način unosa- način prikaza analiziranih kanala. Ovdje, za razliku od prethodno pregledanih programa, ne možete prikazati više kanala odjednom.
Korelacioni metar- korelometar. Prikazuje faznu razliku (korelaciju) između dva kanala (slika 12). Ovo je svojevrsni test za "kvalitet stereo slike". Ima samo dvije postavke - On i Horizontal.
Slika 12. Korelometar u Pinguin Audio Meteru
To je sve za naš "analizator pingvina". Da, postoji još nekoliko postavki na traci sa alatkama, kao što su brzina uzorkovanja, odabir uređaja i prioritet.
Pa, na kraju sam odlučio da glavne podatke sumiram u tabelu, tj. uporedite gornje analizatore.
| Parametar | PAS centar za analizu v3.5 | 4Pockets PocketRTA PC v1.0 | Pinguin Audio Meter v2.2 |
| analizator spektra | + | + | + |
| spektrograf | + | + | - |
| osciloskop | + | + | - |
| indikator fazne korelacije (X-Y) | - | - | + |
| korelometar | - | - | + |
| FFT postavke | + | + | - |
| generator signala | + | + | - |
| analiza fajla | + | + | - |
| broj "prozora" (vrste prikaza spektra) | 7 | 4 | 7 |
| izgled (skala od 5 tačaka) | 3 | 2 | 4 |
Kao što se vidi iz stožerne tabele Pinguin Audio Meter v2.2 prilično je slab u funkcijama, ali ima nekoliko "čipova" kojima se njegova moćnija braća ne mogu pohvaliti - korelometar i indikator fazne korelacije. Izgled - moja lična procena, tj. prilično subjektivno. Ocijenio sam to na skali od 5 bodova. 5 nikome nije isporučio, jer je, vidite, moglo i brže što se tiče grafike (sjetite se istih Winamp dodataka). Ipak, svidio mi se "pingvin" po izgledu.
Bilješka:
Programi opisani u ovom članku:
SoundCard Oszilloscope - softver koji pretvara računalo u dvokanalni osciloskop, dvokanalni generator niske frekvencije i analizator spektra
Dobar dan dragi radio amateri!
Svaki radio-amater zna da je za stvaranje manje ili više složenih radio-amaterskih uređaja potrebno imati na raspolaganju ne samo multimetar. Danas u našim trgovinama možete kupiti gotovo svaki uređaj, ali - postoji jedno "ali" - cijena pristojne kvalitete bilo kojeg uređaja nije manja od nekoliko desetina hiljada naših rubalja, a nije tajna da većina Rusa ovo je veliki novac, pa stoga ovi uređaji uopće nisu dostupni ili radio-amater kupuje uređaje koji su dugo u upotrebi.
Danas na sajtu , pokušaćemo da opremimo radioamatersku laboratoriju besplatnim virtuelnim instrumentima -digitalni dvokanalni osciloskop,
dvokanalni generator audio frekvencije,
analizator spektra... Jedina mana ovih uređaja je što svi rade samo u frekvencijskom opsegu od 1 Hz do 20.000 Hz. Stranica je već dala opis sličnog radio-amaterskog programa:“ “
- program koji kućni računar pretvara u osciloskop.
Danas želim da vam skrenem pažnju na još jedan program - “Osziloskop zvučne kartice“. Ovaj program me privukao zbog svojih dobrih karakteristika, promišljenog dizajna, lakoće učenja i rada u njemu. Ovaj program je na engleskom jeziku, nema prevoda na ruski. Ali ja to ne smatram nedostatkom. Prvo, vrlo je lako shvatiti kako se radi u programu, to ćete i sami vidjeti, a drugo - jednog dana ćete nabaviti dobre uređaje (i imaju sve oznake na engleskom, iako su kineski) i odmah i lako navikni se na njih.
Program je razvio C. Zeitnitz i besplatan je, ali samo za privatnu upotrebu. Licenca za program košta oko 1.500 rubalja, a postoji i takozvana "privatna licenca" - oko 400 rubalja, ali ovo je pre donacija autoru za dalje unapređenje programa. Naravno, koristićemo besplatnu verziju programa, koja se razlikuje samo po tome što se pri svakom pokretanju pojavljuje prozor sa ponudom za kupovinu licence.
Preuzmite program (najnovija verzija za decembar 2012.):
(28,1 MiB, 51,272 pregleda)
Prvo, hajde da razumemo "koncepte":
Osciloskop- uređaj dizajniran za istraživanje, posmatranje, mjerenje amplitude i vremenskih intervala.
Osciloskopi se klasifikuju:
♦ prema namjeni i načinu prikazivanja informacija:
- osciloskopi sa periodičnim pomeranjem za posmatranje signala na ekranu (na zapadu se zovu osciloskop)
- osciloskopi s kontinuiranim kretanjem za snimanje krivulje signala na fotografskoj vrpci (na zapadu se zovu oscilografi)
♦ metodom obrade ulaznog signala:
- analogni
- digitalno
Program radi u okruženju koje nije niže od W2000 i uključuje:
- dvokanalni osciloskop sa propusnim opsegom (u zavisnosti od zvučne kartice) ne manjim od 20 do 20.000 Hz;
- dvokanalni generator signala (sa istom generisanom frekvencijom);
- analizator spektra
- a moguće je i snimanje zvučnog signala za njegovo naknadno proučavanje
Svaki od ovih programa ima dodatne mogućnosti, koje ćemo razmotriti u toku njihovog proučavanja.
Počećemo sa generatorom signala:
Generator signala, kao što sam rekao, je dvokanalni - kanal 1 i kanal 2.
Razmotrimo svrhu njegovih glavnih prekidača i prozora:
1
– Tipke za uključivanje generatora;
2
– prozor za podešavanje izlaznog valnog oblika:
sine- sinusoidna
trougao- trouglasti
kvadrat- pravougaona
pilasta- testerasti
bijeli šum- Bijela buka
3
– regulatori amplitude izlaznog signala (maksimalno - 1 volt);
4
– dugmad za podešavanje frekvencije (željena frekvencija se može podesiti ručno u prozorima ispod dugmadi). Iako je maksimalna frekvencija na regulatorima 10 kHz, u donjim prozorima možete registrirati bilo koju dozvoljenu frekvenciju (ovisno o zvučnoj kartici);
5
– prozori za ručno podešavanje frekvencije;
6
– uključivanje režima "Sweep - generator". U ovom načinu rada, izlazna frekvencija generatora se periodično mijenja od minimalne vrijednosti postavljene u poljima “5” do maksimalne vrijednosti postavljene u “Fend” kutijama tokom vremena postavljenog u kutijama “Vrijeme”. Ovaj način rada može biti omogućen za bilo koji kanal ili za dva kanala odjednom;
7
– prozori za podešavanje konačne frekvencije i vremena moda Sweep;
8
– softversko povezivanje izlaznog kanala generatora na prvi ili drugi ulazni kanal osciloskopa;
9
- podešavanje fazne razlike između signala iz prvog i drugog kanala generatora.
10
-at Podešavanje radnog ciklusa signala (efikasno samo za kvadratni val).
Sada pogledajmo sam osciloskop:
1
– Amplituda -
podešavanje osjetljivosti kanala vertikalnog otklona
2
– Sync- omogućava (provjeravanjem ili poništavanjem) da se izvrši odvojeno ili istovremeno podešavanje dva kanala u smislu amplitude signala
3, 4
– omogućava vam da širite signale po visini ekrana za njihovo individualno posmatranje
5
– podešavanje vremena pomeranja (od 1 milisekunde do 10 sekundi, sa 1000 milisekundi u 1 sekundi)
6
– start/stop rad osciloskopa. Kada se zaustavi, trenutno stanje alarma se pohranjuje na ekranu i pojavljuje se dugme Sačuvaj ( 16
) koji vam omogućava da sačuvate trenutno stanje na računaru u obliku 3 fajla (tekstualni podaci signala koji se proučava, crno-bela slika i slika u boji slike sa ekrana osciloskopa u trenutku zaustavljanja)
7
– Trigger- softverski uređaj koji odgađa početak sweep-a dok se ne ispune određeni uslovi i služi za dobijanje stabilne slike na ekranu osciloskopa. Postoje 4 načina rada:
– uključeno isključeno... Kada je okidač isključen, slika na ekranu će izgledati "pokrenuto" ili čak "mutno".
– automatski način rada... Program sam bira način rada (normalan ili pojedinačni).
– normalan način rada... U ovom režimu se vrši kontinuirano skeniranje signala koji se istražuje.
– single mode... U ovom načinu rada, vrši se jednokratno pomicanje signala (sa vremenskim intervalom koji se postavlja dugmetom za vrijeme).
8
– aktivni izbor kanala
9
– Edge- tip okidača signala:
- diže se- na prednjoj strani signala koji se ispituje
– pada- raspadanjem ispitivanog signala
10
– Auto Set- automatsko podešavanje vremena sweep-a, osjetljivosti amplitude kanala vertikalnog otklona, kao i slika se pomjera u centar ekrana.
11
-Način rada kanala- određuje kako će se signali prikazati na ekranu osciloskopa:
– single- odvojeni izlaz dva signala na ekran
- CH1 + CH2- izlaz zbira dva signala
– CH1 - CH2- izlaz razlike dva signala
– CH1 * CH2- izlaz proizvoda dva signala
12 i 13 – izbor prikaza kanala na ekranu (ili bilo koji od dva, ili dva odjednom, vrijednost se prikazuje pored Amplituda)
14
– izlaz talasnog oblika kanala 1
15
– izlaz talasnog oblika kanala 2
16
– već prošlo - snimanje signala na računar u režimu zaustavljanja osciloskopa
17
– vremenska skala (imamo regulator Vrijeme stoji na 10 milisekundi, tako da se skala prikazuje od 0 do 10 milisekundi)
18
– Status- prikazuje trenutno stanje okidača i također vam omogućava da prikažete sljedeće podatke na ekranu:
- HZ i volti- prikaz trenutne frekvencije napona signala koji se istražuje
– kursor- uključivanje vertikalnih i horizontalnih kursora za mjerenje parametara signala koji se istražuje
– prijavite se na File- snimanje u sekundi parametara signala koji se proučava.
Obavljanje mjerenja na osciloskopu
Prvo, postavimo generator signala:
1. Uključite kanal 1 i kanal 2 (svetle zeleni trouglovi)
2. Podesite izlazne signale - sinusne i pravougaone
3. Postavite amplitudu izlaznih signala na 0,5 (generator generiše signale sa maksimalnom amplitudom od 1 volt, a 0,5 će značiti amplitudu signala jednaku 0,5 volta)
4. Postavite frekvenciju na 50 Herca
5. Idite u mod osciloskopa
Mjerenje amplitude signala:
1. Dugme ispod natpisa Mjera izaberite režim HZ i volti, stavite kvačicu pored oznaka Frekvencija i napon... U isto vrijeme, trenutne frekvencije za svaki od dva signala (skoro 50 herca) se pojavljuju odozgo, amplituda ukupnog signala Vp-p i efektivni napon signala Veff.
2. Dugme ispod natpisa Mjera izaberite režim Kursori i stavite kvačicu pored natpisa voltaža... U ovom slučaju imamo dvije horizontalne linije, a na dnu natpisa, koji pokazuju amplitudu pozitivne i negativne komponente signala ( A), kao i ukupna kolebanja amplitude signala ( dA).
3. Izlažemo horizontalne linije u položaju koji nam je potreban u odnosu na signal, na ekranu ćemo dobiti podatke o njihovoj amplitudi:
Merenje vremenskih intervala:
Radimo iste operacije kao i za mjerenje amplitude signala, osim u modu Kursori stavite kvačicu na natpis Vrijeme... Kao rezultat toga, umjesto horizontalne, dobićemo dvije okomite linije, a vremenski interval između dvije vertikalne linije i trenutne frekvencije signala u ovom vremenskom intervalu će biti prikazan ispod:
Određivanje frekvencije i amplitude signala
U našem slučaju nema potrebe posebno izračunavati frekvenciju i amplitudu signala - sve se prikazuje na ekranu osciloskopa. Ali ako prvi put u životu morate koristiti analogni osciloskop i ne znate kako odrediti frekvenciju i amplitudu signala, razmotrit ćemo ovo pitanje u obrazovne svrhe.
Postavke generatora ostavljamo onakve kakve su bile, s tim da je amplituda signala postavljena na 1.0, a postavke osciloskopa kao na slici:
Regulator amplitude signala postavljamo na 100 milivolti, regulator vremena sweep-a na 50 milisekundi i dobijamo sliku na ekranu kao odozgo.
Princip određivanja amplitude signala:
Regulator Amplituda stojimo na poziciji 100 milivolti, što znači da je vertikalna podjela mreže na ekranu osciloskopa 100 milivolti. Brojimo broj podjela od dna signala do gornjeg (dobijemo 10 podjela) i množimo s cijenom jedne podjele - 10 * 100 = 1000 milivolti = 1 volt, što znači da je amplituda signala od vrha do dna 1 volt. Na isti način možete izmjeriti amplitudu signala na bilo kojem dijelu oscilograma.
Određivanje vremena signala:
Regulator Vrijeme stojimo na poziciji 50 milisekundi... Broj horizontalnih podjela skale osciloskopa je 10 (u ovom slučaju imamo 10 podjela na ekranu), podijelite 50 sa 10 i dobijete 5, što znači da će cijena jedne podjele biti jednaka 5 milisekundi. Odaberemo željeni dio oscilograma signala i izračunamo koliko podjela odgovara (u našem slučaju - 4 podjele). Pomnožite cijenu 1 podjela sa brojem podjela 5*4=20
i utvrditi da je period signala u istraživanom području 20 milisekundi.
Određivanje frekvencije signala.
Frekvencija signala koji se istražuje određena je uobičajenom formulom. Znamo da je jedan period našeg signala jednak 20 milisekundi, ostaje da saznamo koliko će perioda biti u jednoj sekundi - 1 sekunda / 20 milisekundi = 1000/20 = 50 Herca.
Analizator spektra
Analizator spektra- uređaj za posmatranje i mjerenje relativne distribucije energije električnih (elektromagnetnih) oscilacija u frekvencijskom pojasu.
Analizator spektra niske frekvencije(kao u našem slučaju) dizajniran je za rad u audio frekvencijskom rasponu i koristi se, na primjer, za određivanje frekvencijskog odziva različitih uređaja, prilikom proučavanja karakteristika buke, podešavanja različite radio opreme. Naime, možemo odrediti frekvencijski odziv sklopljenog audio pojačala, postaviti razne filtere itd.
Nema ništa teško u radu sa analizatorom spektra, u nastavku ću dati svrhu njegovih glavnih postavki, a vi ćete sami, već empirijski, lako shvatiti kako raditi s njim.
Ovako izgleda analizator spektra u našem programu:
Šta je ovde - šta:
1. Pogled na vertikalnu skalu analizatora
2. Često biranje prikazanih kanala iz generatora i vrste prikaza
3. Radni dio analizatora
4. Dugme za snimanje trenutnog stanja talasnog oblika kada je zaustavljen
5. Način povećanja radne površine
6. Prebacivanje horizontalne skale (skale frekvencije) iz linearnog u logaritamski oblik
7. Frekvencija trenutnog signala kada je generator u sweep modu
8. Trenutna frekvencija na poziciji kursora
9. Indikator harmonijskog izobličenja signala
10. Podešavanje filtera za signale po frekvenciji
Gledanje Lissajousovih figura
Lissajous figure- zatvorene trajektorije, nacrtane tačkom koja istovremeno vrši dvije harmonijske oscilacije u dva međusobno okomita smjera. Vrsta figura zavisi od odnosa između perioda (učestalosti), faza i amplituda obe oscilacije.
Ako se prijavite na ulaze " X" i " Y»Osciloskop signalizira bliske frekvencije, a zatim na ekranu možete vidjeti Lissajousove figure. Ova metoda se široko koristi za poređenje frekvencija dva izvora signala i za usklađivanje jednog izvora sa frekvencijom drugog. Kada su frekvencije bliske, ali nisu jednake jedna drugoj, figura na ekranu se rotira, a period ciklusa rotacije je recipročan razlici frekvencija, na primjer, period rotacije je 2 s - razlika u frekvencijama signala je 0,5 Hz. S jednakim frekvencijama, figura se zamrzava nepomično, u bilo kojoj fazi, međutim, u praksi, zbog kratkotrajne nestabilnosti signala, figura na ekranu osciloskopa obično se lagano trese. Za poređenje je moguće koristiti ne samo iste frekvencije, već i one u višestrukom omjeru, na primjer, ako referentni izvor može proizvesti samo 5 MHz, a podesivi izvor - 2,5 MHz.
Nisam siguran da će vam ova funkcija programa biti od koristi, ali ako vam iznenada zatreba, onda mislim da ovu funkciju možete lako shvatiti sami.
Funkcija snimanja zvuka
Već sam rekao da program omogućava snimanje bilo kojeg zvučnog signala na kompjuteru u svrhu njegovog daljeg proučavanja. Funkcija snimanja signala nije teška i lako možete shvatiti kako to učiniti:
