DI HALT:
Metoda je izopačena, da budem iskren, brzo bih napravio generator signala na R2R željeni oblik. No dogodi se da nekada nedostaje jedno, nekad drugo, ali gotovo uvijek ima kompjuterskog smeća.
Odricanje:
Želim vas odmah upozoriti da barbarske manipulacije s računalom odmah pokrivaju jamstvo na hardver s krznenim organom, a ako je radijus zakrivljenosti ruku mali, računalo u cjelini ili važni dijelovi. Ako sumnjate u stabilnost svoje ruke i svoje sposobnosti, onda je bolje sastaviti Frankensteina iz smeća čisto radi pokusa.
Trebao sam debugirati jedan uređaj AVR mikrokontroler. Točnije, primanje podataka iz ADC-a. Signal ovih podataka mora biti ultra niske frekvencije, oko 1 Hz. Čudno, primiti signal takve frekvencije redovnim sredstvima Dovoljno je teško. Zvučna kartica Izlaz ima filtere koji ne dopuštaju proboj tako niskofrekventnog signala. Stoga je donesena odluka o nadogradnji zvučne kartice.
Da bismo igrali na sigurno, odlučeno je implementirati ovo na vanjsku zvučnu karticu. Ali ovo iskustvo vrijedi i za ugrađene zvučne kartice, ali je dostojno Jedija.
Zvučna kartica je kupljena na hameru Sound Blaster uživo. Nakon brzog pogleda, postalo je jasno da je nemoguće razumjeti dizajn sklopa 4-slojne ploče bez dobre trave. Ali sasvim je očito da svi vikendi i vikendi analogni signali prvo idu na op-amp, a zatim na DAC/ADC. Pa, OU je brzo proguglan. Zatim sam obratio pažnju na mikrokrug u koji približno stižu svi signali. Bila je druga po veličini. Ukucao sam markiranje u Google, i gle čuda! Pronašao podatkovnu tablicu!
Pinout mikrosklopa.
Zanima nas linijski izlaz DAC (podvučeno crveno). Odabrao sam samo pravi kanal. Ako netko odluči napraviti osciloskop, morat će ga lemiti linijski unos(plavi pravokutnik). Naravno, preko odgovarajućeg dijagrama razdvajanja (koji se može proguglati na internetu).
Kako ne bih spalio DAC svojim paklenim eksperimentima, odlučio sam ga malo zaštititi. I preporučujem da napravite takvu shemu bez greške.
Zalemljeni otpornik
Za izlaz signala iz računala koristio sam VGA priključak, koji je nekim čudom ležao u mom stolu. Ono što je dobro kod ove žice: ima 5 odvojeno oklopljenih žica. Upravo sam spojio žicu na pin 1 (CRVENI signal). Budući da su zasloni svih signala ionako spojeni na masu, nisam se zamarao spajanjem na masu. Naravno, u idealnom slučaju trebate izvesti analogno uzemljenje zvučne kartice (gdje je, izgleda u podatkovnoj tablici za isti čip), ali bio sam zeznut.
Instalirano ozvučenje, te utičnica našeg agregata
Kao generator koristim primitivni program “Tone Generator” koji se može preuzeti ovdje. Omogućuje vam generiranje sinusa, pile, kvadratnog vala, bijelog šuma i nekog čudnog signala.
Što je za moje pojmove sasvim dovoljno.
Nakon što je instaliran u računalo, odlučio sam osciloskopom provjeriti ide li ta generacija i ispravno sam ga zalemio.
Čisti sinus našeg generatora.
Pa, prednapon bez kondenzatora u mom DAC-u je oko 2 volta. Provjerimo kako troši ADC mog mikrokontrolera.
Generator i program koji čita ADC vrijednosti mikrokontrolera.
Ne obraćajte pozornost da je sinus koji mjeri regulator tako neispravan - frekvencija uzorkovanja je vrlo niska.
Da biste pomaknuli nultu točku, kao i smanjili amplitudu signala za pola, trebate postaviti jedan otpornik od 10 k na masu. Tako se zajedno s otpornikom na zvučnoj kartici formira razdjelnik napona.
Klanjam se zbog ovoga, uspješni eksperimenti.
>Ispod je popis programa za generiranje signala raznih oblika i frekvencijske karakteristike, koje najčešće koriste radio amateri.
>Program SweepGen
>Program-generator vremenski promjenjivih i stacionarnih ispitnih zvučnih signala. Opremljen s nekoliko načina rada: ručnim pomicanjem, fiksnom frekvencijom, sporim i brzim podesivim pomicanjem, bijelim šumom. Program je besplatan.
> Generator digitalnog signala
>
>Besplatni softver za razvoj raznih digitalni signali. Uključuje: generator bijelog šuma, trokut i pravokutni impulsi, generator sinusnog vala, generator sinusnog vala i generator otkucaja.
>NCH generator tonova
>
>Program sposoban za formiranje veliki broj signali raznih oblika: pulsni, pilasti, pravokutni s vrlo dobrim frontama, trokutasti, sinusoidni, kao i svi glavni šumovi (ljubičasti, bijeli, smeđi, ružičasti, sivi i plavi).
>AudioWave Generator
>
>Softver koji je niskofrekventni generator signala (dvokanalni). Softver se plaća, košta 50 EUR, ali postoji demo verzija za ograničenu upotrebu.
> Generator ispitnih tonova
>
>Program koji može stvarati različite zvučne signale širok raspon frekvencija Cijena softver od 30 EUR. Postoji 30 dana potpuno funkcionalan besplatna verzija.
> Filtrirani generator buke
>
>Softver dizajniran za generiranje signala šuma. Besplatna verzija programa radi 30 dana. Puna verzija dostupno već od 20 EUR.
>PWM generator
>
>Konvencionalni generator signala širine pulsa. Program je shareware: 16 EUR. Besplatna verzija programa dostupna je 30 dana.
> Generator više tonova
>
>Višetonski dvokanalni generator signala audio frekvencije. probna verzija Softver radi 30 dana. Puna verzija dostupna od 20 EUR.
SoundCard Oszilloscope - program koji vaše računalo pretvara u dvokanalni osciloskop, dvokanalni niskofrekventni generator i analizator spektra
Dobar dan, dragi radio amateri!
Svaki radioamater zna da za stvaranje više ili manje složenih radioamaterskih uređaja morate imati na raspolaganju ne samo multimetar. Danas u našim trgovinama možete kupiti gotovo bilo koji uređaj, ali - postoji jedan "ali" - cijena uređaja pristojne kvalitete nije niža od nekoliko desetaka tisuća naših rubalja, a nije tajna da je za većinu Rusa to značajan iznos novca, pa tih uređaja uopće nema ili radioamater kupuje uređaje koji su dugo u uporabi.
Danas na stranici , pokušat ćemo opremiti radioamaterski laboratorij besplatnim virtualnim instrumentima -digitalni dvokanalni osciloskop,
dvokanalni generator audio frekvencije,
analizator spektra. Jedina mana ovih uređaja je što svi rade samo u frekvencijskom pojasu od 1 Hz do 20 000 Hz. Stranica je već dala opis sličnog radioamaterski program:
“ “
- program za pretvaranje kućno računalo u osciloskop.
Danas vam želim skrenuti pažnju na još jedan program - “Osciloskop zvučne kartice“. Privukao me ovaj program dobre karakteristike, promišljen dizajn, jednostavnost učenja i rada u njemu. Ovaj program na engleskom, nema prijevoda na ruski. Ali to ne smatram nedostatkom. Prvo, vrlo je lako shvatiti kako raditi u programu, vidjet ćete to i sami, a drugo, jednog dana ćete imati dobri instrumenti(i imaju sve simbole na engleskom, iako su sami kineski) i odmah ćete se lako naviknuti na njih.
Program je razvio C. Zeitnitz i besplatan je, ali samo za privatnu upotrebu. Licenca za program košta oko 1500 rubalja, a postoji i takozvana "privatna licenca" - koja košta oko 400 rubalja, ali to je više donacija autoru za daljnje poboljšanje programa. Naravno, mi ćemo koristiti besplatnu verziju programa, koja se razlikuje samo po tome što se prilikom pokretanja svaki put pojavljuje prozor u kojem se traži kupnja licence.
Preuzmite program ( Najnovija verzija od prosinca 2012.):
(28,1 MiB, 50 675 pogodaka)
Prvo, shvatimo "koncepte":
Osciloskop– uređaj za istraživanje, promatranje, mjerenje amplitude i vremenskih intervala.
Osciloskopi su klasificirani:
♦ prema namjeni i načinu prikazivanja informacija:
– osciloskopi s periodičkim skeniranjem za promatranje signala na ekranu (na zapadu se zovu osciloskop)
– osciloskopi s kontinuiranim sweepom za snimanje krivulje signala na fotografsku vrpcu (na zapadu se zovu oscilograf)
♦ metodom obrade ulaznog signala:
– analogni
– digitalni
Program radi u okruženju koje nije niže od W2000 i uključuje:
- dvokanalni osciloskop s frekvencijom prijenosa (ovisno o zvučnoj kartici) od najmanje 20 do 20 000 Hz;
– dvokanalni generator signala (sa sličnom generiranom frekvencijom);
- analizator spektra
– a također je moguće snimiti audio signal za kasnije proučavanje
Svaki od ovih programa ima dodatne značajke koje ćemo pogledati dok ih istražujemo.
Počet ćemo s generatorom signala:
Generator signala je, kao što sam već rekao, dvokanalni – Kanal 1 i Kanal 2.
Razmotrimo svrhu njegovih glavnih prekidača i prozora:
1
– tipke za uključivanje generatora;
2
– Prozor za postavljanje izlaznog valnog oblika:
plava– sinusoidalni
trokut- trokutasti
kvadrat- pravokutni
zub pile- zub pile
bijeli šum- Bijeli šum
3
– regulatori amplitude izlaznog signala (maksimalno – 1 volt);
4
– regulatori za podešavanje frekvencije ( željenu frekvenciju može se postaviti ručno u prozorima pod kontrolama). Iako na regulatorima maksimalna frekvencija– 10 kHz, ali u donjim prozorima možete unijeti bilo koju dopuštenu frekvenciju (ovisno o zvučnoj kartici);
5
– prozori za ručno podešavanje frekvencije;
6
– uključivanje načina rada “Sweep – generator”. U ovom načinu rada, izlazna frekvencija generatora povremeno se mijenja od minimalne vrijednosti postavljene u poljima “5” do maksimalna vrijednost postavite u okvirima “Fend” za vrijeme koje je postavljeno u okvirima “Vrijeme”. Ovaj način rada može se omogućiti za bilo koji kanal ili za dva kanala odjednom;
7
– prozori za postavljanje konačne frekvencije i vremena Sweep moda;
8
– softverska veza izlaz kanala generatora na prvi ili drugi ulazni kanal osciloskopa;
9
- podešavanje fazne razlike između signala iz prvog i drugog kanala generatora.
10
-na postavljanje radnog ciklusa signala (vrijedi samo za pravokutni signal).
Sada pogledajmo sam osciloskop:
1
– Amplituda -
podešavanje osjetljivosti vertikalnog otklonskog kanala
2
– Sinkronizacija– omogućuje (označavanjem ili isključivanjem) odvojeno ili istovremeno podešavanje dvaju kanala prema amplitudi signala
3, 4
– omogućuje odvajanje signala duž visine zaslona za njihovo pojedinačno promatranje
5
– postavljanje vremena snimanja (od 1 milisekunde do 10 sekundi, s 1000 milisekundi u 1 sekundi)
6
– start/stop rad osciloskopa. Kada se zaustavi, trenutno stanje signala sprema se na zaslon i pojavljuje se gumb Spremi ( 16
) omogućuje vam spremanje trenutnog stanja na vašem računalu u obliku 3 datoteke (tekstualni podaci signala koji se proučava, crno-bijela slika I slika u boji slike sa ekrana osciloskopa u trenutku zaustavljanja)
7
– Okidač – softverski uređaj, koji odgađa početak sweep-a dok se ne ispune određeni uvjeti i služi za dobivanje stabilne slike na ekranu osciloskopa. Postoje 4 načina rada:
– Uključeno, Isključeno. Kada je okidač isključen, slika na ekranu će izgledati "tekuće" ili čak "razmazano".
– automatski način rada
. Program sam odabire način (normalan ili pojedinačni).
– normalni mod
. U ovom načinu rada provodi se kontinuirano pretraživanje signala koji se proučava.
– način rada za jednog igrača. U ovom načinu rada provodi se jednokratni pregled signala (s vremenskim intervalom koji postavlja regulator vremena).
8
– aktivni odabir kanala
9
– Rub– tip okidača signala:
- dižući se– duž prednje strane signala koji se proučava
– padanje– prema padu signala koji se proučava
10
– Automatsko postavljanje – automatska instalacija vrijeme pomicanja, osjetljivost amplitude kanala okomitog otklona, a također se slika pomiče u središte zaslona.
11
-Način rada kanala– određuje kako će signali biti prikazani na ekranu osciloskopa:
– singl– odvojeni izlaz dva signala na ekran
- CH1 + CH2– izlaz zbroja dva signala
– CH1 – CH2– izlaz razlike između dva signala
– CH1 * CH2– izlaz umnoška 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 valnog oblika kanala 1
15
– izlaz valnog oblika kanala 2
16
– već prošlo - snimanje signala na računalo u zaustavljenom načinu osciloskopa
17
– vremenska skala (imamo regulator Vrijeme je postavljeno na 10 milisekundi, tako da se skala prikazuje od 0 do 10 milisekundi)
18
– Status– prikazuje trenutno stanje okidača i također vam omogućuje prikaz sljedećih podataka:
- HZ i volti– prikazivanje trenutne frekvencije napona signala koji se proučava
– kursor– uključivanje okomitih i vodoravnih kursora za mjerenje parametara signala koji se proučava
– zapisnik ispuniti– snimanje parametara signala koji se proučava sekundu po sekundu.
Mjerenja na osciloskopu
Prvo, postavimo generator signala:
1. Uključite kanal 1 i kanal 2 (zeleni trokutići svijetle)
2. Postavite izlazne signale - sinusne i pravokutne
3. Postavite amplitudu izlaznih signala na 0,5 (generator generira signale s maksimalnom amplitudom od 1 volta, a 0,5 će značiti amplitudu signala jednaku 0,5 volta)
4. Postavite frekvencije na 50 Hertza
5. Prebacite se na način osciloskopa
Mjerenje amplitude signala:
1. Gumb ispod natpisa Mjera odaberite način rada HZ i volti, stavite kvačicu pored natpisa Frekvencija i napon. U isto vrijeme, trenutne frekvencije za svaki od dva signala (gotovo 50 herca), amplituda puni signal Vp-p I efektivni napon signale Veff.
2. Gumb ispod natpisa Mjera odaberite način rada Pokazivači i stavite kvačicu pored natpisa napon. U ovom slučaju imamo dva horizontalne linije, a na dnu su natpisi koji pokazuju amplitudu pozitivne i negativne komponente signala ( A), kao i ukupni raspon amplitude signala ( dA).
3. Postavljamo vodoravne linije u položaj koji nam je potreban u odnosu na signal, na ekranu ćemo dobiti podatke o njihovoj amplitudi:
Vremenski intervali mjerenja:
Izvodimo iste operacije kao i za mjerenje amplitude signala, s izuzetkom - u načinu rada Pokazivači stavite kvačicu pored natpisa Vrijeme. Kao rezultat toga, umjesto horizontalnih, dobit ćemo dvije okomite crte, a vremenski interval između dvije bit će prikazan ispod okomite linije i trenutna frekvencija signala u ovom vremenskom intervalu:
Određivanje frekvencije i amplitude signala
U našem slučaju nema potrebe posebno izračunavati frekvenciju i amplitudu signala - sve se prikazuje na zaslonu osciloskopa. Ali ako prvi put u životu morate koristiti analogni osciloskop i ne znate kako odrediti frekvenciju i amplitudu signala, mi ćemo obrazovne svrhe Razmotrimo i ovo pitanje.
Ostavljamo postavke generatora kakve su bile, s izuzetkom postavljanja amplitude signala na 1.0 i postavljanja postavki osciloskopa kao na slici:
Postavimo kontrolu amplitude signala na 100 milivolti, kontrolu vremena prelaska na 50 milisekundi, i dobivamo sliku na ekranu kao gore.
Princip određivanja amplitude signala:
Regulator Amplituda u poziciji smo 100 milivolti, što znači da je cijena vertikalne podjele mreže na ekranu osciloskopa 100 milivolti. Brojimo broj podjela od dna signala do vrha (dobijemo 10 podjela) i pomnožimo s cijenom jednog podjela - 10*100= 1000 milivolti= 1 volt, što znači da je amplituda signala od vrha do dna 1 volt. Na potpuno isti način možete izmjeriti amplitudu signala u bilo kojem dijelu oscilograma.
Određivanje vremenskih karakteristika signala:
Regulator Vrijeme u poziciji smo 50 milisekundi. Broj vodoravnih podjela skale osciloskopa je 10 (in u ovom slučaju imamo 10 podjela na ekranu), podijelite 50 sa 10 i dobijete 5, to znači da će cijena jednog podjeljka biti jednaka 5 milisekundi. Odaberemo odjeljak oscilograma signala koji nam je potreban i brojimo u koliko podjela stane (u našem slučaju 4 podjela). Pomnožite cijenu 1 podjela s brojem podjela 5*4=20
i utvrditi da je period signala u području koje se proučava 20 milisekundi.
Određivanje frekvencije signala.
Frekvencija signala koji se proučava 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 promatranje i mjerenje relativne raspodjele energije električnih (elektromagnetskih) oscilacija u frekvencijskom pojasu.
Niskofrekventni analizator spektra(kao u našem slučaju) dizajniran je za rad u audio frekvencijskom području i koristi se, na primjer, za određivanje frekvencijskog odziva razne uređaje, prilikom proučavanja karakteristika buke, postavljanja različite radio opreme. Konkretno, možemo odrediti amplitudno-frekvencijski odziv audio pojačala koje se sastavlja, konfigurirati razne filtre itd.
U radu s analizatorom spektra nema ništa komplicirano, u nastavku ću dati svrhu njegovih glavnih postavki, a vi ćete sami, kroz iskustvo, lako shvatiti kako raditi s njim.
Ovako izgleda analizator spektra u našem programu:
Što je ovdje - što:
1. Vertikalni pogled na skalu analizatora
2. Odabir prikazanih kanala iz generatora frekvencije i vrste prikaza
3. Radni dio analizator
4. Gumb za snimanje Trenutna država valni oblici kada su zaustavljeni
5. Način povećanja radnog polja
6. Prebacivanje vodoravne ljestvice (ljestvice frekvencija) iz linearnog u logaritamski prikaz
7. Trenutna frekvencija signala kada generator radi u načinu rada za brisanje
8. Trenutna frekvencija na poziciji kursora
9. Indikator harmonijskog izobličenja signala
10. Postavljanje filtera za signale po frekvenciji
Pogledajte Lissajousove figure
Lissajousove figure– zatvorene putanje povučene točkom koja istodobno obavlja dva harmonijske vibracije u dva međusobno okomita pravca. Izgled slika ovisi o odnosu perioda (frekvencija), faza i amplituda obiju oscilacija.
Ako se primijenite na ulaze " x"I" Y» signale osciloskopa bliskih frekvencija, zatim se na ekranu mogu vidjeti Lissajousove brojke. Ova se metoda široko koristi za usporedbu frekvencija dva izvora signala i za usklađivanje jednog izvora s frekvencijom drugog. Kada su frekvencije blizu, ali nisu jednake jedna drugoj, brojka na ekranu se rotira, a period ciklusa rotacije je recipročan razlici frekvencija, npr. period rotacije je 2 s - razlika u frekvencijama signala je 0,5 Hz. Ako su frekvencije jednake, lik se zaustavlja nepomično, u bilo kojoj fazi, ali u praksi, zbog kratkotrajnih nestabilnosti signala, lik na ekranu osciloskopa obično malo podrhtava. Možete ga koristiti ne samo za usporedbu iste frekvencije, ali iu višestrukom omjeru, na primjer, ako referentni izvor može proizvesti samo frekvenciju od 5 MHz, a podešeni izvor - 2,5 MHz.
Nisam siguran da će vam ova funkcija programa biti korisna, ali ako vam iznenada zatreba, onda mislim da ovu funkciju možete lako shvatiti sami.
Funkcija audio snimanja
Već sam rekao da vam program omogućuje snimanje bilo kojeg zvučni signal na računalu za daljnje proučavanje. Funkcija snimanja signala nije teška i lako možete shvatiti kako to učiniti:
Aplikacija koja vam omogućuje prijenos zvuka različite frekvencije kroz više kanala neophodan je pri postavljanju profesionalnih glazbenih sustava.
Generator audio frekvencije - naziv programa govori sam za sebe. Postoji još jedan naziv za aplikaciju "Generator zvuka". Sustav vam omogućuje prijenos zvuka iz dodatna prilika postavke karakteristika signala. Važna prednost aplikacije je mogućnost višekanalni prijenos zvuk. Kada se generator uključi, svijetli devet zasebnih ploča s funkcijom moguće postavke frekvencije za svaki kanal. Njihov položaj se može promijeniti ili popraviti u području radne površine.
Značajke aplikacije
Audio aplikacija je kompatibilna s 24-bitnim i 32-bitnim karticama, a brzina uzorkovanja mora biti 384 kHz. Moguće je prenositi šum i harmonijske sinusne signale. Promjena faza zvuka jednostavna je mehaničkim prebacivanjem sustava. Često se ove funkcije koriste kada se koristi profesionalna oprema.Generator audio frekvencije vrlo je fokusirana aplikacija. To je zbog sljedećih funkcija:
- Raspon frekvencija nije ograničen, ovisno o tehničke mogućnosti ozvučenje;
- generator osigurava rad dva ili više oscilatora s funkcijom istovremene promjene karakteristika prijenosa zvuka;
- Postoje načini za reprodukciju Brownovog, bijelog i ružičastog šuma, kao i za prijenos amplitudna modulacija i frekvencija njihanja električnih oscilacija;
- na zvučna aplikacija najniži postotak izobličenja;
- Obrađeni zvuk možete spremiti na svoje računalo.
