Programme pour générer des fréquences sonores. Carte son comme générateur. Sinus pur de notre générateur
L'HALTE :
La méthode est perverse, pour être honnête, je construirais rapidement un générateur de signal sur R2R la forme désirée. Mais il arrive que parfois l’un manque, parfois l’autre, mais il y a presque toujours des déchets informatiques qui traînent.
Clause de non-responsabilité:
Je tiens à vous prévenir tout de suite que les manipulations barbares avec l'ordinateur couvrent immédiatement la garantie sur le matériel avec un organe en fourrure, et si le rayon de courbure des mains est petit, l'ordinateur dans son ensemble ou des pièces importantes. Si vous doutez de la solidité de votre main et de vos capacités, il est préférable d'assembler un Frankenstein à partir de déchets uniquement à des fins d'expérimentation.
J'avais besoin de déboguer un appareil sur Microcontrôleur AVR. Plus précisément, recevoir des données de l'ADC. Le signal de ces données doit être de fréquence ultra-basse, environ 1 Hz. Curieusement, pour recevoir un signal d'une telle fréquence moyens réguliers C'est déjà assez dur. Carte son La sortie est dotée de filtres qui ne permettent pas à un signal aussi basse fréquence de passer. Par conséquent, la décision a été prise de mettre à niveau la carte son.
Pour jouer la sécurité, il a été décidé de l'implémenter sur une carte son externe. Mais cette expérience est également vraie pour les cartes son intégrées, mais elle est digne des Jedi.
Une carte son a été achetée au marteau Sound Blaster en direct. Après un rapide coup d'œil, il est devenu clair qu'il est impossible de comprendre la conception du circuit d'une carte à 4 couches sans une bonne herbe. Mais il est bien évident que tous les signaux analogiques de sortie et d'entrée vont d'abord à l'ampli opérationnel, puis au DAC/ADC. Eh bien, OU a été rapidement recherché sur Google. Ensuite, j'ai fait attention au microcircuit dans lequel arrivent approximativement tous les signaux. Elle était la deuxième plus grande. J'ai tapé le marquage dans Google, et voilà ! J'ai trouvé la fiche technique !
Brochage du microcircuit.
Nous nous intéressons à la sortie linéaire du DAC (soulignée en rouge). J'ai sélectionné uniquement le bon canal. Si quelqu'un décide de fabriquer un oscilloscope, il devra alors le souder à l'entrée linéaire (rectangle bleu). Bien sûr, via le schéma de découplage approprié (qui peut être recherché sur Internet).
Afin de ne pas brûler le DAC avec mes expériences infernales, j'ai décidé de le protéger un peu. Et je recommande de faire un tel schéma sans faute.
Résistance soudée
Pour émettre un signal depuis l'ordinateur, j'ai utilisé Connecteur VGA, qui, par miracle, se trouvait sur mon bureau. Ce qui est bien avec ce fil : il comporte 5 fils blindés séparément. Je viens de connecter un fil à la broche 1 (signal ROUGE). Étant donné que les écrans de tous les signaux sont de toute façon connectés à la terre, je ne me suis pas soucié de la connexion à la terre. Bien sûr, idéalement, vous devez émettre la masse analogique de la carte son (là où elle se trouve, elle recherche la même puce dans la fiche technique), mais j'étais foutu.
Système de son installé, et la prise de notre générateur
En tant que générateur, j'utilise un programme primitif « Tone Generator », qui peut être téléchargé ici. Il vous permet de générer une onde sinusoïdale, de scie, carrée, du bruit blanc et un signal étrange.
Ce qui est largement suffisant pour mes besoins.
Après l'avoir installé dans l'ordinateur, j'ai décidé d'utiliser un oscilloscope pour m'assurer que cette génération se déroulait et je l'ai soudé correctement.
Sinus pur de notre générateur.
Eh bien, la polarisation sans condensateur dans mon DAC est d'environ 2 volts. Vérifions comment l'ADC de mon microcontrôleur mange.
Un générateur et un programme qui lit les valeurs ADC du microcontrôleur.
Ne faites pas attention au fait que le sinus mesuré par le contrôleur est si cassé - la fréquence d'échantillonnage est très faible.
Pour décaler le point zéro et réduire l'amplitude du signal de moitié, vous devez placer une résistance de 10 k à la terre. Ainsi, avec la résistance de la carte son, un diviseur de tension est formé.
Je tire ma révérence pour ces expériences réussies.
Une application qui permet de transmettre du son de différentes fréquences sur plusieurs canaux est indispensable lors de la mise en place de systèmes musicaux professionnels.
Générateur de fréquence audio - le nom du programme parle de lui-même. Il existe un autre nom pour l'application "Sound Generator". Le système vous permet de transmettre du son avec la possibilité supplémentaire de personnaliser les caractéristiques du signal. Un avantage important de l'application est la possibilité de transmettre un son multicanal. Lorsque le générateur est allumé, neuf panneaux distincts avec une fonction s'allument réglages possibles fréquences pour chaque canal. Leur emplacement peut être modifié ou corrigé dans la zone du bureau.
Fonctionnalités des applications
L'application audio est compatible avec les cartes 24 bits et 32 bits, et la fréquence d'échantillonnage doit être de 384 kHz. Il est possible de transmettre du bruit et des signaux sinusoïdaux harmoniques. Changement phases sonores facilement en commutant mécaniquement le système. Ces fonctions sont souvent utilisées lors de l'utilisation d'équipements professionnels.Le générateur de fréquence audio est une application hautement ciblée. Cela est dû aux fonctions suivantes :
- La gamme de fréquences n'est pas limitée, en fonction de capacités techniques systeme audio;
- le générateur permet le fonctionnement de deux oscillateurs ou plus avec pour fonction de modifier simultanément les caractéristiques de transmission du son ;
- des modes de reproduction du bruit brownien, blanc et rose sont fournis, ainsi que la transmission de la modulation d'amplitude et de la fréquence d'oscillation des oscillations électriques ;
- l'application audio a le pourcentage de distorsion le plus faible ;
- Le son traité peut être enregistré sur votre ordinateur.
SoundCard Oszilloscope - un programme qui transforme votre ordinateur en un oscilloscope à deux canaux, un générateur basse fréquence à deux canaux et un analyseur de spectre
Bonjour, chers radioamateurs !
Tout radioamateur sait que pour créer des appareils radioamateurs plus ou moins complexes, il faut avoir à sa disposition non seulement un multimètre. Aujourd'hui, dans nos magasins, vous pouvez acheter presque n'importe quel appareil, mais - il y a un « mais » - le coût d'un appareil de qualité décente n'est pas inférieur à plusieurs dizaines de milliers de nos roubles, et ce n'est un secret pour personne que pour la plupart des Russes, c'est une somme d'argent importante, et donc ces appareils ne sont pas disponibles du tout, ou un radioamateur achète des appareils qui sont utilisés depuis longtemps.
Aujourd'hui sur le site , nous essaierons d'équiper le laboratoire radioamateur d'instruments virtuels gratuits -oscilloscope numérique à deux voies,
générateur de fréquence audio à deux canaux,
analyseur de spectre. Le seul inconvénient de ces appareils est qu’ils fonctionnent tous uniquement dans la bande de fréquences allant de 1 Hz à 20 000 Hz. Le site a déjà donné une description d'un programme de radio amateur similaire :“ “
- programme de conversion ordinateur de famille dans un oscilloscope.
Aujourd'hui, je veux attirer votre attention sur un autre programme - "Oszilloscope de carte son« . J'ai été attiré par ce programme par ses bonnes caractéristiques, sa conception réfléchie, sa facilité d'apprentissage et d'y travailler. Ce programme en anglais, pas de traduction en russe. Mais je ne considère pas cela comme un inconvénient. Premièrement, il est très facile de comprendre comment travailler dans le programme, vous le verrez vous-même, et deuxièmement, un jour vous acquerrez de bons appareils (et ils ont tous les symboles en anglais, bien qu'ils soient eux-mêmes chinois) et vous le ferez immédiatement et s'y habituer facilement.
Le programme a été développé par C. Zeitnitz et est gratuit, mais uniquement pour un usage privé. Une licence pour le programme coûte environ 1 500 roubles, et il existe également une "licence privée" - qui coûte environ 400 roubles, mais il s'agit plutôt d'un don à l'auteur pour une amélioration ultérieure du programme. On utilisera naturellement version gratuite un programme qui diffère seulement par le fait que lorsque vous le lancez, une fenêtre apparaît à chaque fois vous demandant d'acheter une licence.
Programme de téléchargement ( dernière version en décembre 2012) :
(28,1 Mio, 54 367 appels)
Tout d'abord, comprenons les « concepts » :
Oscilloscope– un appareil destiné à la recherche, à l’observation, à la mesure d’amplitudes et d’intervalles de temps.
Les oscilloscopes sont classés :
♦ par objectif et méthode d'affichage des informations :
– des oscilloscopes à balayage périodique pour observer les signaux sur l'écran (en Occident on les appelle oscilloscop)
– des oscilloscopes à balayage continu pour enregistrer la courbe du signal sur bande photographique (en Occident on les appelle oscillographe)
♦ par la méthode de traitement du signal d'entrée :
– analogique
– numérique
Le programme fonctionne dans un environnement non inférieur à W2000 et comprend :
- oscilloscope à deux voies avec une fréquence d'émission (selon la carte son) d'au moins 20 à 20 000 Hz ;
– générateur de signal à deux canaux (avec une fréquence générée similaire) ;
- analyseur de spectre
– et il est également possible d’enregistrer un signal audio pour une étude ultérieure
Chacun de ces programmes possède des fonctionnalités supplémentaires que nous examinerons au fur et à mesure que nous les explorerons.
Nous allons commencer par le générateur de signaux :
Le générateur de signal, comme je l’ai déjà dit, est à deux canaux : canal 1 et canal 2.
Considérons le but de ses principaux commutateurs et fenêtres :
1
– boutons pour allumer les générateurs;
2
– Fenêtre de réglage de la forme d'onde de sortie :
bleu– sinusoïdale
Triangle- triangulaire
carré- rectangulaire
en dents de scie- en dents de scie
bruit blanc- Bruit blanc
3
– régulateurs d'amplitude du signal de sortie (maximum – 1 volt);
4
– Commandes de réglage de la fréquence (la fréquence souhaitée peut être réglée manuellement dans les fenêtres sous les commandes). Bien que la fréquence maximale sur les régulateurs soit de 10 kHz, vous pouvez saisir n'importe quelle fréquence autorisée dans les fenêtres inférieures (en fonction de la carte son) ;
5
– fenêtres pour régler la fréquence manuellement ;
6
– en activant le mode « Sweep – générateur ». Dans ce mode, la fréquence de sortie du générateur passe périodiquement de la valeur minimale définie dans les cases « 5 » à la valeur maximale définie dans les cases « Fend » pendant le temps défini dans les cases « Time ». Ce mode peut être activé soit pour n'importe quel canal, soit pour deux canaux à la fois ;
7
– fenêtres pour régler la fréquence et l'heure finales du mode Sweep ;
8
– connexion logicielle de la sortie du canal du générateur au premier ou au deuxième canal d'entrée de l'oscilloscope ;
9
- régler la différence de phase entre les signaux des premier et deuxième canaux du générateur.
10
-à réglage du rapport cyclique du signal (valable uniquement pour un signal rectangulaire).
Regardons maintenant l'oscilloscope lui-même :
1
– Amplitude -
réglage de la sensibilité du canal de déviation verticale
2
– Synchroniser– permet (en cochant ou décochant) le réglage séparé ou simultané de deux voies en fonction de l'amplitude du signal
3, 4
– vous permet de séparer les signaux sur la hauteur de l'écran pour leur observation individuelle
5
– réglage du temps de balayage (de 1 milliseconde à 10 secondes, avec 1000 millisecondes en 1 seconde)
6
– commencer arrêter fonctionnement de l'oscilloscope. À l'arrêt, l'état actuel des signaux est enregistré à l'écran et un bouton Enregistrer apparaît ( 16
) permet de sauvegarder l'état actuel sur votre ordinateur sous forme de 3 fichiers (données texte du signal étudié, une image en noir et blanc et une image couleur de l'image de l'écran de l'oscilloscope au moment de l'arrêt)
7
– Déclenchement– un dispositif logiciel qui retarde le début d'un balayage jusqu'à ce que certaines conditions soient remplies et sert à obtenir une image stable sur l'écran de l'oscilloscope. Il existe 4 modes :
– Allumé éteint. Lorsque le déclencheur est désactivé, l'image sur l'écran apparaîtra « en cours d'exécution » ou même « maculée ».
– mode automatique
. Le programme lui-même sélectionne le mode (normal ou simple).
– mode normal. Dans ce mode, un balayage continu du signal étudié est effectué.
– mode solo. Dans ce mode, un balayage unique du signal est effectué (avec un intervalle de temps fixé par le régulateur Time).
8
– sélection de canal active
9
– Bord– type de déclenchement du signal :
- en hausse– le long du front du signal étudié
– chute– selon la baisse du signal étudié
10
– Réglage automatique – installation automatique temps de balayage, sensibilité du canal de déviation verticale Amplitude, et également l'image est conduite vers le centre de l'écran.
11
-Mode canal– détermine la façon dont les signaux seront affichés sur l’écran de l’oscilloscope :
– célibataire– sortie séparée de deux signaux vers l'écran
- CH1 + CH2– émettre la somme de deux signaux
– CH1 – CH2– afficher la différence entre deux signaux
– CH1 * CH2– sortie du produit de deux signaux
12 et 13 – sélection d'affichage des voies à l'écran (ou l'un des deux, ou deux à la fois, la valeur s'affiche à côté Amplitude)
14
– sortie de forme d'onde du canal 1
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– sortie de forme d'onde du canal 2
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– déjà réussi - enregistrement d'un signal sur un ordinateur en mode d'arrêt de l'oscilloscope
17
– échelle de temps (nous avons un régulateur Temps est réglé sur 10 millisecondes, l'échelle est donc affichée de 0 à 10 millisecondes)
18
– Statut– affiche l'état actuel du déclencheur et vous permet également d'afficher les données suivantes :
- Hz et Volts– affichage de la fréquence tension actuelle du signal étudié
– le curseur– inclusion de curseurs verticaux et horizontaux pour mesurer les paramètres du signal étudié
– journal à remplir– enregistrement seconde par seconde des paramètres du signal étudié.
Prendre des mesures sur un oscilloscope
Commençons par configurer le générateur de signaux :
1. Allumez le canal 1 et le canal 2 (les triangles verts s'allument)
2. Réglez les signaux de sortie - sinusoïdaux et rectangulaires
3. Réglez l'amplitude des signaux de sortie sur 0,5 (le générateur génère des signaux avec une amplitude maximale de 1 volt, et 0,5 signifiera une amplitude de signal égale à 0,5 volt)
4. Réglez les fréquences sur 50 Hertz
5. Passer en mode oscilloscope
Mesure de l'amplitude du signal :
1. Le bouton sous l'inscription Mesure sélectionner le mode Hz et Volts, cochez les inscriptions Fréquence et tension. En même temps, les fréquences actuelles de chacun des deux signaux (presque 50 hertz), l'amplitude du signal complet apparaissent en haut. Vp-p et tension de signal efficace Veff.
2. Le bouton sous l'inscription Mesure sélectionner le mode Curseurs et cochez l'inscription Tension. Dans ce cas, nous avons deux lignes horizontales, et en bas il y a des inscriptions montrant l'amplitude des composantes positives et négatives du signal ( UN), ainsi que la plage globale d'amplitude du signal ( dA).
3. Nous plaçons les lignes horizontales dans la position dont nous avons besoin par rapport au signal, sur l'écran nous recevrons des données sur leur amplitude :
Intervalles de temps de mesure :
On effectue les mêmes opérations que pour mesurer l'amplitude des signaux, à l'exception de - dans le mode Curseurs cochez l'inscription Temps. En conséquence, au lieu des lignes horizontales, nous obtiendrons deux lignes verticales, et en bas l'intervalle de temps entre les deux lignes verticales et la fréquence actuelle du signal dans cet intervalle de temps seront affichés :
Détermination de la fréquence et de l'amplitude du signal
Dans notre cas, il n'est pas nécessaire de calculer spécifiquement la fréquence et l'amplitude du signal - tout est affiché sur l'écran de l'oscilloscope. Mais si vous devez utiliser un oscilloscope analogique pour la première fois de votre vie et que vous ne savez pas comment déterminer la fréquence et l'amplitude d'un signal, nous examinerons cette question à des fins pédagogiques.
Nous laissons les paramètres du générateur tels qu'ils étaient, à l'exception du réglage de l'amplitude du signal sur 1,0 et du réglage des paramètres de l'oscilloscope comme sur l'image :
Nous réglons le contrôle de l'amplitude du signal sur 100 millivolts, le contrôle du temps de balayage sur 50 millisecondes, et nous obtenons une image à l'écran comme ci-dessus.
Le principe de détermination de l'amplitude du signal :
Régulateur Amplitude nous sommes en position 100 millivolts, ce qui signifie que le coût de division verticale de la grille sur l'écran de l'oscilloscope est de 100 millivolts. On compte le nombre de divisions du bas du signal vers le haut (on obtient 10 divisions) et on multiplie par le prix d'une division - 10*100= 1000 millivolts= 1 volt, ce qui signifie que l'amplitude du signal du haut vers le bas est de 1 volt. Exactement de la même manière, vous pouvez mesurer l'amplitude du signal dans n'importe quelle partie de l'oscillogramme.
Détermination des caractéristiques de synchronisation du signal :
Régulateur Temps nous sommes en position 50 millisecondes. Le nombre de divisions horizontales de l'échelle de l'oscilloscope est de 10 (dans ce cas, nous avons 10 divisions sur l'écran), divisez 50 par 10 et obtenez 5, cela signifie que le coût d'une division sera égal à 5 millisecondes. Nous sélectionnons la section de l'oscillogramme de signal dont nous avons besoin et comptons le nombre de divisions dans lesquelles elle rentre (dans notre cas, 4 divisions). Multipliez le prix d'une division par le nombre de divisions 5*4=20
et déterminer que la période du signal dans la zone étudiée est 20 millisecondes.
Détermination de la fréquence du signal.
La fréquence du signal étudié est déterminée par la formule habituelle. Nous savons qu'une période de notre signal est égale à 20 millisecondes, reste à savoir combien de périodes il y aura dans une seconde - 1 seconde/20 millisecondes = 1000/20 = 50 Hertz.
Analyseur de spectre
Analyseur de spectre– un dispositif d'observation et de mesure de la répartition relative de l'énergie des oscillations électriques (électromagnétiques) dans une bande de fréquences.
Analyseur de spectre basse fréquence(comme dans notre cas) est conçu pour fonctionner dans la gamme de fréquences audio et est utilisé, par exemple, pour déterminer la réponse en fréquence divers appareils, lors de l'étude des caractéristiques du bruit, mise en place de divers équipements radio. Concrètement, nous pouvons déterminer la réponse amplitude-fréquence de l'amplificateur audio en cours d'assemblage, configurer divers filtres, etc.
Il n'y a rien de compliqué à travailler avec un analyseur de spectre, je donnerai ci-dessous le but de ses principaux paramètres, et vous, grâce à l'expérience, comprendrez facilement comment travailler avec lui.
Voici à quoi ressemble l'analyseur de spectre dans notre programme :
Qu'y a-t-il ici - quoi :
1. Vue verticale de l'échelle de l'analyseur
2. Sélection des canaux affichés à partir du générateur de fréquence et du type d'affichage
3. Partie active de l'analyseur
4. Bouton pour enregistrer l'état actuel de l'oscillogramme à l'arrêt
5. Mode d'agrandissement du champ de travail
6. Passage de l'échelle horizontale (échelle de fréquence) de la vue linéaire à la vue logarithmique
7. Fréquence actuelle du signal lorsque le générateur fonctionne en mode balayage
8. Fréquence actuelle à la position du curseur
9. Indicateur de distorsion harmonique du signal
10. Définition d'un filtre pour les signaux par fréquence
Voir les figurines Lissajous
Les chiffres de Lissajous– trajectoires fermées tracées par un point qui effectue simultanément deux vibrations harmoniques dans deux directions perpendiculaires entre elles. L'apparence des figures dépend du rapport entre les périodes (fréquences), les phases et les amplitudes des deux oscillations.
Si vous postulez aux entrées " X" Et " Oui» signaux d'oscilloscope de fréquences proches, puis les chiffres de Lissajous sont visibles à l'écran. Cette méthode est largement utilisée pour comparer les fréquences de deux sources de signaux et pour faire correspondre une source à la fréquence de l’autre. Lorsque les fréquences sont proches, mais pas égales les unes aux autres, le chiffre sur l'écran tourne et la période du cycle de rotation est l'inverse de la différence de fréquence, par exemple, la période de rotation est de 2 s - la différence des fréquences des signaux est de 0,5 Hz. Si les fréquences sont égales, le chiffre se fige, dans n'importe quelle phase, mais en pratique, en raison d'instabilités à court terme des signaux, le chiffre sur l'écran de l'oscilloscope tremble généralement un peu. Vous pouvez utiliser à des fins de comparaison non seulement des fréquences identiques, mais également celles qui sont dans un rapport multiple, par exemple si la source de référence ne peut produire qu'une fréquence de 5 MHz et que la source accordée peut produire une fréquence de 2,5 MHz.
Je ne suis pas sûr que cette fonction du programme vous soit utile, mais si vous en avez soudainement besoin, je pense que vous pouvez facilement comprendre cette fonction par vous-même.
Fonction d'enregistrement audio
J'ai déjà dit que le programme vous permet d'enregistrer n'importe quel signal sonore sur un ordinateur pour une étude plus approfondie. La fonction d'enregistrement du signal n'est pas difficile et vous pouvez facilement comprendre comment procéder :
Pour jouer une tonalité constante, cliquez sur Lecture ou appuyez sur Espace.
Pour modifier la fréquence, faites glisser le curseur ou appuyez sur ← → (touches fléchées). Pour régler la fréquence de 1 Hz, utilisez les boutons ou appuyez sur Shift + ← et Shift + → . Pour ajuster la fréquence de 0,01 Hz, appuyez sur Ctrl + ← et Ctrl + → ; pour l'ajuster de 0,001 Hz, appuyez sur Ctrl + Shift + ← et Ctrl + Shift+ → Pour diviser par deux/doubler la fréquence (descendre/monter d'une octave), cliquez sur ×½ et ×2 .
Pour changer le type d'onde d'une onde sinusoïdale (ton pur) à une onde carrée/triangle/dent de scie, cliquez sur le bouton.
Vous pouvez mélanger les sons en ouvrant le générateur de sons en ligne dans plusieurs onglets du navigateur.
À quoi puis-je utiliser ce générateur de sons ?
Instruments de réglage, expériences scientifiques ( quelle est la fréquence de résonance de ce verre à vin ?), tester l'équipement audio ( jusqu'où descend mon caisson de basse ?), tester votre audition ( quelle est la fréquence la plus élevée tu peux entendre? Y a-t-il des fréquences que l’on peut entendre dans une seule oreille ?).
Correspondance de fréquence des acouphènes. Si vous possédez un son pur, ce générateur de fréquence en ligne peut vous aider à déterminer sa fréquence. Connaître la fréquence de vos acouphènes peut vous permettre de mieux cibler les sons de masquage et. Lorsque vous trouvez une fréquence qui semble correspondre à vos acouphènes, assurez-vous de vérifier les fréquences une octave plus haute (fréquence × 2) et une octave plus basse (fréquence × ½), car il est facile de confondre les tonalités distantes d'une octave.
La maladie d'Alzheimer. Il existe des preuves scientifiques préliminaires selon lesquelles l’écoute d’un ampli peut inverser certains changements moléculaires dans le cerveau des patients atteints de la maladie d’Alzheimer. C’est une de ces choses qui semblent trop belles pour être vraies, mais les premiers résultats sont très prometteurs. Voici un rapport d'un utilisateur qui a essayé une thérapie à 40 Hz sur sa femme. ( Notez que ce générateur de sons n’est pas un dispositif médical – je ne garantis rien !)
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