Виртуальные устройства на базе звуковой системы компьютера
На базе аудио устройств компьютера, создаются виртуальные измерительные устройства. Такие как виртуальный частотомер, вирутальный осциллограф, виртуальный спектрометр. Устройства подключаются к микрофонному или линейному входу звуковой карты, измерение сигнала осуществляется микросхемой АЦП. Частота (ширина) сигнала зависит от частоты дискретизации аудиокарты, чаще всего 22кГц. Было рассмотрено нескольких программ инструментов Frequency Counter 1.01, Simple Audio Spectrum Analyzer, Music Tuner v1.2 и OSZI v1.0
Рис. 1. Микрофон с поддержкой High Definition Audio
В настройках после «включения» устанавливаются для микрофонного или линейного входа уровни усиления входного сигнала: сначала минимальные значения, далее увеличивая уровни добиваться оптимальных значении. Сильное усиление сигнала вызывает искажения и перегрузку. Разрядность и частоты дискретизации необходимо выбрать максимально возможные. В моем случае разрядность 16 бит, частота дискретизации 96000Гц рис. 1 т.е. на канал приходится максимальная частота 48кГц. Для согласования уровней входного сигнала нужен небольшой адаптер на рис. 2. Адаптер фильтрует и сглаживает принимаемый сигнал. На аудио джек 3,5мм контакт 1, подается измеряемый сигнал. Необходимо контролировать напряжение входного сигнала — безопасным для данного адаптера входное напряжение до 9В, оптимальный диапазон от 1 до 2.5В. Для высокого напряжения требуется разработка иной схемы адаптера, «трансформаторные» варианты. Схема гальванически не развязана, поэтому соблюдайте полярность, минус к минусу, плюс к стороне с конденсатором.
Рис. 2. Схема адаптера для вирутального: частотомера; осциллографа; спектрометра
Виртуальные устройства
Frequency Counter 1.01 100кб. Программа для измерения частоты рис. 3.
Работает сразу, позволяет призводить измерение без настроек. Отображается частота максимального по амплитуде сигнала. Слабые сигналы не учитываются.
Рис. 3. Вирутальный частотомер Frequency Counter 1.01
Самой удобной программой имхо является Simple Audio Spectrum Analyzer 150кб — спектральный анализатор.
Диапазон измеряемого спектра от 0 до 22кГц. Измерение осуществляется после включения кнопки «Start». Градурированая шкала спектра (частота и амплитуда сигнала) регулируемая.
Рис. 4. Виртуальный спектрометр Simple Audio Spectrum Analyzer
Можно подробно рассмотреть кол-во сигналов. К примеру произведено измерение генератора на микросхеме К155ЛА3. Видна основная частота, а также её гармоники. Легко определимы количество, частота всех сигналов и их амплитуда рис. 5.
Рис. 5. Спектр сигнала
Music Tuner v1.2 144кб- анализатор аудиосигнала рис. 6. Не указал при измерении точных данных по частоте, но осциллограф отобразил график сигнала.
Рис. 6. виртуальный частотомер и осциллограф Music Tuner v1.2
OSZI v1.0 780кб — виртуальный осциллограф. Довольно шустрая программа, но часто зависает на ОС Windows VISTA.
Рис. 7. Виртуальный осциллограф OSZI v1.0
Есть возможность выбора входного устройства — либо микрофон, либо линейный вход. Осциллограф двухканальный. Настройки каждого канала индивидуальные. Частоту сигнала можно определить с помощью мышки установив контрольные точки на пики 2-х соседних сигналов.
Рис. 8. График измерения сигнала OSZI v1.0
Есть также множество других программ. Например генераторы сигналов Discrete Acoustics Lab 392кб.
В целом на базе ПК любой сможет создать свои виртуальные инструменты. Единственное ограничение таких устройств — низкая частота дискретизации звуковой карты, из-за которых цифровые измерения заканчиваются на частотах 48кГц. Имхо для любого радиолюбителя в простых задачах пригодятся такие виртуальные помощники.
Лучшие программы осциллографы для ПК с ОС Windows
Программы осциллографы — это программное обеспечение для вашего компьютера, которое может анализировать звуковые сигналы. Если у вас ограниченный бюджет и вы не можете позволить себе полноценный осциллограф, тогда это программное обеспечение для ПК вам пригодится. Следующие программы были протестированы при вводе звукового сигнала через 3,5-мм аудиовход моего компьютера.
Теперь давайте посмотрим, что может предложить это программное обеспечение. Как только эти программы начнут считывать входной сигнал, вы сможете просматривать спектры сигналов для обоих или одного из двух каналов. Большинство из этих программ также обеспечивают возможность просмотра спектра БПФ. Хотя некоторые из этих программ являются всего лишь программным обеспечением для анализа аудио спектра, некоторые предоставляют подробные данные о сигналах. Вы можете измерить частоту, пиковое напряжение, коэффициент амплитуды, фазу и т. д. В одной из этих бесплатных программ осциллографов предусмотрена опция « Фильтр» , где вы можете применить фильтр с конечной импульсной характеристикой для ввода сигнала и затем проанализировать сигнал.
По мере того, как вы будете просматривать список, вы узнаете о предлагаемых ими функциях.
Лучшие программы осциллографы для ПК с ОС Windows
Winscope 
Winscope — это бесплатное программное обеспечение для осциллографа, которое можно использовать для анализа любого сигнала на вашем компьютере. Когда вы вводите сигнал, он позволяет вам просматривать его спектр, измерять частоту, строить диаграммы, просматривать спектр БПФ , сохранять данные сигнала и многое другое. Он считывает входной сигнал через 3,5-мм аудиоразъем вашего компьютера.
Чтобы начать анализ сигнала после подключения входного сигнала, нажмите кнопку Play на интерфейсе Winscope. Вы начнете просматривать спектр сигнала прямо на главном окне, где вы также найдете различные опции для анализа входного сигнала:
- Режимы трассировки : Доступны три режима трассировки спектров. Это YT Single Trace, YT Dual Trace и XY Mode .
- Просмотр спектров в линейном или точечном графике.
- Режим FFT : преобразует входной сигнал для отображения амплитудных и временных спектров в амплитудных и частотных спектрах .
- Опция коррелометра также доступна. Она позволяет найти корреляцию между двумя источниками звука.
- Сохранить данные анализа в формате DAT на свой компьютер.
Visual Analyzer
Visual Analyzer — еще одно хорошая программа осциллографа для Windows 10. Данная утилита имеет анализатор спектра сигналов. Кроме того, вы найдете множество инструментов для просмотра связанных с сигналом данных, определения значений различных параметров, измерения частоты, применения фильтров и многого другого. На этом осциллографе есть два экрана для спектров сигнала; один отображает обычные спектры сигналы, а другой отображает БПФ сигнала.
В левой части интерфейса вы найдете кнопки для изменения параметров просмотра спектров. Вы можете изменить коэффициент масштабирования, значение ms / d, положения графиков X и Y и т. д. Можно найти некоторые значения, такие как: частота, среднее значение, коэффициент амплитуды, пиковое напряжение, ZRLC, фаза, каналы и т. д. Опции для захвата области или спектра также доступны.
Лучшая вещь в этом инструменте — это то, что это осциллограф с фильтрами для Windows. Вы можете применять различные фильтры к входному сигналу, затем измерять значения и просматривать спектры.
Это обширное программное обеспечение осциллографа с инструментами для тщательного анализа сигналов.
Soundcard Oscilloscope
Soundcard Oscilloscope — это многофункциональное программное обеспечение для осциллографов, которое бесплатно только для личного использования. Это приложение обладает генератором сигналов и различными другими инструментами. Входной сигнал отображается в интерфейсе программы на графику. Вы можете изменить параметры графика спектров для тщательного просмотра и анализа спектров сигналов в реальном времени. Установите разные амплитуды каналов или синхронизируйте каналы для общей амплитуды. Установите шкалу времени от 1 минуты до 10 секунд. Вы также можете установить разные режимы канала: одиночный, CH1 — CH2, CH1 + CH2 или CH1 x CH2.
Инструменты измерения сигналов для определения частоты и напряжения также доступны в программе. Значения в реальном времени отображаются прямо на экране.
Другие инструменты доступны на соответствующих вкладках. Посмотреть график XY или просмотреть график частоты. Вкладка Генератор сигналов позволяет генерировать сигнал вручную. Вы можете генерировать пользовательский сигнал для каналов. Генерация синуса, треугольника, квадрата, пилообразного, розового или белого шума . Установите амплитуду сигнала, частоту и т. д. Выходной сигнал генератора сигналов можно услышать через динамики, подключенные к вашему ПК. Сгенерированный сигнал также может быть записан на вашем компьютере в формате WAV.
Oscilloscope
Oscilloscope — это бесплатное программное обеспечение для осциллографа, которое отображает только XY спектры сигнала или аудиофайла. Вы не можете анализировать сигнал, а только просматривать его XY-спектры. Вы можете либо подать сигнал через 3,5-мм аудиоразъем, либо использовать микрофон вашего ПК, либо просто выбрать аудиофайл на своем ПК, чтобы просмотреть его сигнал.
Это довольно простое программное обеспечение и не имеет большого практического применения. Он был разработан, чтобы наслаждаться формами звуковых песен. Доступные параметры позволяют изменять масштаб, форму волны, вес штриха, оттенок (цвет), интенсивность и послесвечение.
Frequency Analyzer
Frequency Analyzer — еще одно простое программное обеспечение осциллографа, которое отображает звуковую волну в реальном времени. Он принимает звук с микрофона, подключенного к вашему ПК через звуковую карту, и отображает спектр сигналов в реальном времени. Вы также можете проанализировать аудиофайл в формате WAV или BMP.
Наряду с формой сигнала, другое окно также отображает частотный спектр звукового сигнала. Параметры конфигурации позволяют изменять шкалы и параметры сигнала. Вы можете выбрать 8 или 16 бит на выборку, скорость FFT, частоту выборки и количество точек на преобразовании.
Здесь вы не найдете никаких других опций, кроме анализа звукового сигнала и частоты.
Real-time Spectrum
Real-time Spectrum — как следует из названия, данная программа отображает спектры входного сигнала в реальном времени. Это программное обеспечение осциллографа отображает сигнал в реальном времени и сигнал БПФ сигналов. Она получает данные через 3,5 мм аудио разъем вашего ПК.
Доступные здесь опции позволяют вам просматривать форму сигнала левого, правого или обоих каналов. Выберите тип графика из: Cepstrum, Smoothed Spectrum, Bank Bank или Auditory Filter Bank . Вы также можете установить макс. частоту, частоту кадров и динамический диапазон графика.
Если вы хотите вывести распечатку экземпляра, приостановите осциллограмму и выберите опцию «Печать».
AUDio
AUDio MEasurement System — это бесплатное программное обеспечение для осциллографов на ос Windows. Программное обеспечение осциллографа поставляется с генератором сигналов, анализатором спектра и средством измерения частотной характеристики. Во время тестирования я обнаружил, что он принимает сигнал не со звуковой карты, а с микрофона в USB порту.
Параметры шкалы осциллографа можно настроить для анализа сигнала. Вы можете изменить значения шкалы X, левого и правого каналов v / div, смещения и края триггера. Это действительно простой в использовании осциллограф, который можно использовать для анализа формы сигнала.
Выше я рассказал о программном обеспечении, которое работает с сигналами от звуковой карты через разъем 3,5 мм или USB-микрофон. Но существуют различные другие инструменты для осциллографа, которые требуют коммуникационных устройств для приема и обработки сигналов. Некоторые работают с Audrino, а некоторые — с программным обеспечением на основе микроконтроллеров. Некоторые требуют подключения к вашему компьютеру фирменных инструментов для обнаружения сигналов. Позвольте мне перечислить некоторые из таких программ, на которые я наткнулся при тестировании:
- USB Oscilloscope: USB scope
- UsbScope: USB scope
- Serial Oscilloscope: Audrino based.
- Scopino: Audreno based.
- PPMScope: Microcontroller based.
- java42-data-scope
- ScopeShapes: Reads DXF files.
- Digital Storage Oscilloscope
- BitScope DSO
Насколько публикация полезна?
Нажмите на звезду, чтобы оценить!
Средняя оценка 3.8 / 5. Количество оценок: 13
Программа частотомер для windows 7
ХромПроцессор-7 версии 7.0 под Windows. Может использоваться для ознакомления, а при наличии устройства исп. 7 — для практической работы.
Содержит два модуля: 1) прием сигналов, 2) обработка хроматографических данных, дополнительные процедуры. Имеются развитые системы подсказки.
ХромСкан под Windows (версия 1.00) для работы с диаграмной ленты самописца.
Содержит модули: 1) ХромСкан для преобразования исходного сканированного изображения в хроматограмму,
2) ХромПроцессор-7 для обработка хроматографических данных, а также вспомогательные программы, примеры, систему подсказки.
ХромКонструктор под Windows 95, 98 для моделирования процессов хроматографического разделения в капиллярных колонках. Может использоваться при планировании анализов (выбор колонки, режимов), а также в учебных целях.
Диагностика по Фоллю версии 1.5 (под Windows). Служит для комплексной диагностики организма человека по акупунктурным точкам. Содержит в значительном объеме справочные и методические материалы. Может использоваться для ознакомления с методом и системой, а при наличии устройства — для практической работы.
Домашний электрокардиограф версии 2.1 (под Windows). Служит для диагностики сердечных аритмий. Предназначена для самостоятельного съема, записи и экспресс-анализа кардиограмм. Может использоваться для ознакомления, а при наличии устройства — для практической работы.
Аналитик под Windows. Оцифровывает произвольные кривые из графических файлов и пересылает результаты в MSExcel.
Осциллограф под Windows. Вер. 1.55. Многофункциональный двухлучевой витуальный осциллограф, анализатор спектра, генератор сигналов, измеритель емкости, характериограф АЧХ.
Осциллограф-регистратор под Windows. Вер. 2.1. Многофункциональный двухлучевой витуальный осциллограф с возможностью записи осциллограмм в файлы и их последующего анализа.,
Осциллограф под Windows. Вер. 1.22. Наиболее удачная из ранних реализаций витуального осциллографа.
Генератор НЧ под Windows. Вер. 3.0. Виртуальный функциональный двухфазный генератор НЧ.
Комбинированный генератор НЧ под Windows. Вер. 3.3. Виртуальный функциональный двухканальный генератор НЧ.
Частотомер под Windows. Вер. 1.2. Виртуальный двухканальный цифровой НЧ частотомер.
АЧ характериограф под Windows. Вер. 2.0. Виртуальный прибор для съема амплитудно-частотных характеристик УНЧ, фильтров и т.д..
МультиМетр под Windows. Вер. 1.1. Виртуальный прибор для измерения произвольных физических величин. Приводится схема требуемого внешнего устройства.
Электросчетчик под Windows. Вер. 1.0. Виртуальный прибор для измерения емкости химических элементов питания — батарей, аккумуляторов. Приводится схема требуемого внешнего устройства.
Измеритель RCL под Windows. Вер. 3.0.
ТермоМетр под Windows. Вер. 1.1. Точность и стабильность в пределах 0,1 °C. В комментариях к программе даются подробные инструкции по градуировке.
WatchMan (Часовщик) под Windows. Вер. 1.00. Виртуальный прибор для поверки и диагностики неисправностей кварцевых электромеханических часов.
C-ESR-метр под Windows. Вер. 1.21. Виртуальный прибор для оценки емкости и эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) электролитических конденсаторов.
Рисуем по координатам под Windows. Школьная математика.
ImageView под Windows. Уменьшение изображений, конвертирование в GIF87A.
КроссВорд под Windows версии 1.4. Служит для автоматического составления классических кроссвордов. Сетка кроссворда и набор слов получаются случайным образом. Сетку Вы можете дополнять, исправлять, и вновь автоматически заполнять, это вносит дополнительное разнообразие и элемент личного творчества.