本帖最后由 ren_919 于 2014-3-19 10:45 编辑
自己抢座。
这个软件有许多功能,如:visual analyser 2011 XE (即VA可视分析器 用声卡模拟仪表如示波器和频谱分析仪等) 什么是VA: 许多人没有钱去买一个昂贵的示波器或频谱分析仪。或者只是他们不愿意投资钱去做一些他们将使用很少。然而许多人喜欢的构建和测试音频放大器或其他类型的简单的电路(震荡器、过滤器等);或者只是他们需要监控一些特定的信号(一个输出的传感器),只感兴趣的音频频率范围。许多音乐家,例如,需要一个频谱分析仪与一个八度带分析工具嵌入。 因此,一个好的声卡可能是所有他们需要的硬件。连同他们的个人电脑,那是,大量的硬件已经是免费的。 最近的一个声卡和采样频率的96KHz甚至192KHz将允许管理信号频率高达96KHz (远远超出了音频频率)转换VA在一组强大的仪器为通用电器和其他应用程序。 VA是有用的任何你需要一个真正的示波器、频谱分析仪,频率计,电压表,函数发生器,甚至一个失真仪(THD,THD+n)。 例如当调优一个B类功率放大器:你需要一个频谱分析仪(或一个THD计量表)来减少交叉失真。现在推出了一个强大的ZRLC计量表。 使用声卡的想法:一个电脑并不是一个新的(有许多项目如VA)但我试图写一个程序,特别为音频电路分析电子爱好者。我认为VA可能是更少的“奢侈”比其他(即更少的窗口和修饰)但充满内容,甚至有很多原始的想法。 VA是一个软件“在建设中”,不断发展中。多亏了很多世界各地人们的反馈,和……为什么,不……有我纯粹的激情! 未来 很多因素在这些年我用来改善和修复VA,送我到关键的决定不是创建一个商业版本的VA。或者,换句话说,继续提高VA只有免费。许多新功能和错误修正从10.0版本的VA,这可能是第一个商业版本。所以,请继续使用VA和谢谢你鼓励我与你的反馈和——有时——你的捐款。 详细的特点: 1. 示波器(双通道,x y,时间分割,触发); 2. 频谱分析仪与振幅和相位显示(线性,对数,扫描线,频带,倍频带分析1/3、1/6、1/9、1/12、1/24); 3. 波形发生器与“定制函数”,三角形、方形、锯齿形、白噪声和脉冲生成(无消除锯齿); 4. 频率计(在时间和频率域)和计数器;在时间域通过实时零交叉算法; 5. 电压表,DC有效值,峰峰值和平均值显示; 6. 滤波器(低通, 高通、带通、带阻、陷波,“二极管”,直流去除); 7. 备忘录窗口(数据日志)进行分析和存储时间系列、光谱和相位与“触发”事件;可能保存在不同的格式和显示它们与一个查看器; 8. 一个真正的软件数模转换(完整的信号重建使用奈奎斯特定理); 9. 频率补偿:一个可以创建/编辑一个自定义的频率响应,并将它添加到频谱分析仪谱;添加标准加权曲线a,B,C与自定义频率响应; 10.支持8/16/24位声卡通过API调用; 11.无限频率采样(取决于你的声卡的能力); 12.倒频谱分析(时谱分析); 13.交叉相关(互相关系); 14.扩展的THD测量,用自动扫描和补偿。 15.ZRLC计量器与向量范围、自动扫描在时间和频率自动测量。 VA的主要形式(版本8. x x) (1)-示波器: a. 双通道 b. 带宽:取决于从你的声卡(典型的20 KHz)96KHz(192KHz采样频率) c. 决议从8位(S / N 46 dB)24位(S / N > 120 dB) d. 时间分割调整根据采样频率和样品分辨率 e. 触发器(正/负斜率)独立两通道 f. 完整的软件D/ A的数字样本:奈奎斯原理允许重构准确输入信号 g. 实用程序的快速频率测定(持有鼠标左键向下,移动鼠标来获得频率/振幅) h. y轴是电压的百分位刻度 i. 自动校准的范围(谱带)在电压的范围内(需要一个输入信号已知的振幅) (2)-频谱分析仪 a. 双通道 b. 带宽: 相同点(示波器功能):一半的采样频率。典型的44100Hz是22050Hz(96KHz以上读出设备主要是取决于采集板) c. 分辨率从8位(S / N 46 dB)到24位(S / N > 120 dB) d. x轴是频率Hz的对数和线性,缩放x1 至 x16 e. y轴在dB或Volt(校准需要);线性/对数的缩放 f. 平均频谱在200缓冲区 g. 用鼠标直接缩放视窗大小 h. 自动测量 i. 最大限度的修改零dB水准(手动或自动) j. 倍频程分析(1/1,1/3、1/6、1/9、1/12、1/24) (3)-波形发生器 a. 双通道 b. 独立抽样频率/分辨率范围/幅度(达192KHz/ 24位) c. 相位与通道之间的选择(度数) d. 直接实时生成/循环与预定义的缓冲区 e. 波形定制构建的谐波(保存/加载文件“有趣”的定义波形) f. 调制的定制波形与锯齿/平方/三角 g. 预定义的波形:锯齿形、方形、三角形(参数)、白噪声、粉红噪声、脉冲、正弦扫描 h. 本地音量级别 i. 实时参数的变化(振幅,频率,信道之间的相位,类型的波形) (4)-频率计 a. 双通道 b. 频率计在频率/时间/计数器的输入信号被可视化在频谱/范围 c. 阅读的谐波频率的最大振幅 d. 计数器与阈值级别 (5)-电压表(需要校准) a. 双通道 b. Vpp,真有效值 c. 保存功能 (6)-滤波器 a. FIR低通截止频率用户自定义【IIR (Infinite ImpulseResponse)-无限脉冲响应,相对于FIR(FiniteImpulse Response)而言。可应用于音频方面的数字滤波器】 b. FIR高通截止频率用户自定义 c. FIR安装带通截止频率用户自定义 d. FIR带阻截止频率用户自定义 e. IIR陷波的截止频率用户自定义【IIR (Infinite ImpulseResponse)-无限脉冲响应,相对于FIR(Finite Impulse Response)而言。可应用于音频方面的数字滤波器】 f. IIR陷波翻转的截止频率用户自定义 FIR滤波器 是在数字信号处理(DSP)中经常使用的两种基本的滤波器之一,另一个为IIR滤波器。IIR滤波器是无限冲激响应滤波器。 FIR与IIR滤波器的比较:
1、从性能上看,IIR滤波器传输函数的极点可能位于单位圆内的任何地方,因此可用较低的阶数获得高的选择性,所用的 存储单元 少,所以经济而效率高。但是这个高效率是以相位的非线性作为代价的。选择性越好,则相位非线性越严重。相反,FIR滤波器却可以得到严格的线性相位,然而由于FIR滤波器传输函数的极点固定在原点,所以只能用较高的阶数达到高的选择性。
2、从结构上看,IIR滤波器必须采用递归结构,极点位置必须在单位圆内,否则系统将不稳定。相反,FIR滤波器主要采用非递归结构,不论在理论上还是在实际的有限精度运算中都不存在稳定性问题,运算误差也较小。此外,FIR滤波器可以采用 快速傅里叶变换 算法,在相同阶数的条件下,运算速度可以快的多。
3、从设计工具看IIR滤波器可以借助于模拟滤波器的成果,因此一般都有有效的封闭形式的设计公式可供准确计算,计算工作量比较小,对计算工具的要求不高。FIR滤波器设计则一般没有封闭形式的设计公式,因此对计算工具要求较高。 g. “二极管”功能 h. DC消除 i. 双滤波器(为每一个通道) (7)- 备注窗口 a. 获取平均的频谱 b. 编辑脱机(而VA运行)获得的频谱:缩放,浏览 c. TXT格式保存的频谱 d. 剪贴板获得频谱 e. 打印获得频谱 f. 标记的每一个点的有效点(谐波)频谱 g. 获取范围点(重点获得的时域) h. 编辑脱机(而VA运行)获得的时间序列:缩放,浏览 i. TXT格式保存样本 j. 剪贴板获得样品 k. 打印采集的样本 l. D/ A转换: 连测点所得转换用尼奎斯特定理完全重建信号的时域(见第8点的实时D/ A转换) (8)-实时数字/模拟转换 a. D / A的实时 b. 双通道 c. 允许可视化得到的各次谐波 点(8)需要澄清: 1. VA具有无与伦比的功能,以执行一个完整的实时示波器功能的数字 -模拟转换。 2. 考虑使用(标准)44100Hz的频率采样,用一个16位的分辨率(分辨率不相关的目的,下面的讨论中...) 3. 类似VA的其他程序简单地绘制在屏幕上,这意味着你不能轻易地分析信号的频率高于3000 / 5000Hz(用有限的点来绘制)。更糟的是,认为一个20 kHz的正弦信号。你将不得不(或多或少),每个周期只得到2点!奈奎斯原理称这是足以重建原始信号。奈奎斯特(Ny quist)定理指出,这是足以重建原始信号。尝试看看会发生什么,如果你画一个正弦只有两个点。它看起来将像一个三角波形... 4. 尝试运转VA “完整的D / A” 功能,适用于15至20KHz的正弦信号(例如,在VA的波形发生器)最后使用“时分”控制的所选通道(MS /d)为显示的信号在所需的细节水平。您将看到一个完美的波形与所有的点的原始信号(不只是两个)。 (9)- 频率补偿 视觉分析仪允许您将预定义的频率响应,以弥补(比如)一个麦克风的频率响应。你应该知道你的麦克风的频率响应;通常专业麦克风应运用典型频率响应。您可以添加一个有限数量的点在VA和应用。VA将继续通过插值曲线的三次样条插值算法。你可以通过下面的窗户 波形发生器 滤波器窗口(设置窗口的子集) 频率计 电压计 不确定度”一个“窗口(统计) 浮动窗口模式的例子(相位/范围/频谱/频率计,电压表打开的窗口) ZRLC 测量仪表屏幕截图
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ZRLC 一个阻抗计与自动偏压补偿 我一直致力于这个项目从超过一年,我认为将是不可能的,任何人理解背后的工作量似乎是“另一个窗口”VA的。事实上,程序编好了,我非常自豪,不过我非常确信没人能真正欣赏我的努力。 ZRLC计,有很多的选择。我解释一下他们现在是非常困难的,我正在写一个详尽的文件用于这一目的。在这一页,我会给只有非常基本的信息,只是第一次。ZRLC计还包括有意义的数字,不确定性和自动输入/输出级,一个简单的矢量范围(非常令人印象深刻的),内部过滤器,可以做自动测量序列的时域和频域的计算。和许多其他的东西。要有耐心,如果现在如果我要有点神秘。关键字仍然是相同的:时间! 一个小序言。你需要建立一个特定的硬件以获得良好的性能从这个仪器。所需的硬件是一个简单的几个运算放大器,为了提升(提高)输入阻抗标准的声卡/采集板,通常过低,一个低输入阻抗意味着扰动测量手段,换句话说,低精度和/或精确的。 另一个小序言。我的灵感,从现有的作品,如乔治·斯蒂伯博士的工作,和其他类似的Elektor的杂志上发表的作品。再加上其他。我首先试图模仿他们,建立一个基于 LMS 算法 (即仍包括在 VA) 的例程。然后我开发了一个例程VA中, 获得新的和强烈的个性化版的 ZRLC 计量仪基于 FFT 加上一种专有算法,在可能范围内最大程度减少已经可用资源开发 (最大) 偏压的错误。其结果是非常非常好,与本网站上的一个专业的仪器对比试验的基础上,将很快出版。我现在可以说是这样的结果,我非常高兴。 首先,该FFT-ZRLC的仪器已经预计牢记的一个关键点,至少在第一次执行时,避免了很多麻烦的用户设置和技术细节。如果你建立正确的电路和开始VA,ZRLC计量仪应立即执行。就是说,你可以立即测量阻抗。 启动 VA 2010 NE XT,点击 ZRLC 的复选框。这是一个窗口ZRLC计量仪,最重要的参数已经被设置了。
我推荐使用,一般设置窗口,40960Hz的频率采样和4096缓冲区大小。这个选择将被激活一个复杂的校准算法,否则将被使用的另一个标准,以损失精度。下一个版本将提供扩展的校准所有的取样频率和缓冲的大小。 总之,主要设置的ZRLC计量仪,可以发现设置/ ZRLC的窗口,其外观如下:
你要建立以下非常简单的电路:
或类似的。这个想法是提高输入阻抗的声卡在最大可能程度。其测量原理是很简单的未知阻抗(Zx)是与一个已知的参考电阻串联。一个正弦波形产生VA的本身,被施加在串联的两个电阻。然后,利用2个输入通道的声卡,缓冲放大器运算,两个电阻器两端的电压被测量。最后,只需应用欧姆定律计算未知阻抗。 修改的参考电阻值,可以变化仪器的测量范围。我提出以下值:10Ω、100Ω、1000Ω、10 kΩ、100 kΩ。相应的范围,电阻,阻抗,电容和电感的测量如在程序中所示(参见列表框接近参考电阻编辑窗口)。所以,你可以建立一个在上面示意图中电路,添加开关来切换不同的参考电阻,你必须手动切换到另一个形成一个量程的程序和硬件。事实上,你可以建立一个“电池”的继电器,自动交换量程。VA尽可能的利用输出通道,以一个自动驱动的继电器,由1000 Hz正弦波波形在不同幅值电平的装置。换句话说,VA有一个内部的算法,该算法找出最适当的量程,从而产生适当的信号,通过它可以驱动继电器。 这种机制包括在 ZRLC计量仪,但现在我没有时间来测试它。正如你可以看到从设置窗口,在“自动量程”单选按钮,可以选择是否产生一个正弦的波形切换从不同的量程或CC(如果你有一个难得直流耦合的声卡)。 在任何情况下,ZRLC计量仪“建议”的变化的量程内简单地表示测量和(U)符号的数量的权利(U =向上)建议改变的向上一级量程,或者一个(d)的符号(D =向下)则相反的操作。
进行测量 建立电路,并将它连接到您的声卡。然后启动VA和打开ZRLC窗口。 1. 不要连接DUT(=被测装置, 也就是未知阻抗); 2. 选择一个合适的量程(例如[1],最低的,如果你不知道的DUT的量级); 3. 点击“测量”按钮;现在的ZRLC计量仪是校准;等待,直到“连接DUT”出现在显示屏上,且出现“超量程”符号(是的,例如,如果你正在测量的电阻,无连接DUT阻抗是无穷大的数值,也就是超出额定量程。此情况在您选择的任何量程中,等等); 4. 连接 DUT ;现在可能会发生: 这项措施是确定 ;然后你只需读取值。这项措施是OK的,但出现符号(U):切换到上一级的量程,并开始再次形成从第1项做起(断开第一个DUT),以获得更好的精度。“不定值”和“超量程的”依然存在, 继续改变量程,并从第1项再做(这意味着该DUT有一个值,该值所选范围非常高或非常低的)。
什么可以测量 你可以测量的: 1. 电阻 2. 阻抗(实部和虚部) 3. 电容 4. 电感 5. 输入阻抗放大器、变压器等 6. 以前所有的参数在不同的频率,并自动扫描在在时域和频域
已计算的测量范围大约1000Hz的频率。如果您使用其他值的频率,显然应修改无功组件 (电容和电感) 的数值,但现在这不更新。
现在的这一切。我正在写一个完整的手册和[url=]Nuova Elettronica[/url]意大利杂志预计外部硬件ZRLC计量仪,发表在杂志242页。马西莫马鲁基写了一大篇文章,预测ZRLC是一个很好使用的硬件。 基于声卡的信号测试系统能走多远? 基于声卡的信号测试系统
几乎每台电脑或掌上电脑都有一个内置声卡。声卡通常被用来作为音频输入输出设备,用于记录、合成和回放语言、音乐和歌曲。然而,声卡其实可以做得更多。 从测控的角度来看,声卡是一个具有双通道A/D和双通道D/A的信号采集和输出设备。它在音频范围内有很平滑的频率响应,采样频率可达192kHZ,采样深度可达24Bit,存储深度极大,可完全利用电脑自身的内存。由于声卡内部都带有增益控制(例如话筒音量控制、话筒提升控制、线路输入音量控制),即使在不外加信号衰减电路的情况下,它也可以测量从1微伏到1伏左右的信号。 测量的准确度由声卡的质量决定。通常是外置声卡最好,其次是内置独立声卡,最后是板载声卡。专业级声卡优于消费级声卡。从价格上讲,即使是专业级声卡,其价格也远低于同类的A/D或D/A卡(通常是有数倍到数十倍之差)。但是不能因为便宜就小看了声卡,因为便宜只是大批量生产的结果,正是因为大批量生产,所以性能相当稳定。 声卡的时基精度通常为0.00x%。例如,一个时基精度为0.003%的声卡,在采样频率为44100Hz时,频率误差在1.3Hz内。一个好的声卡,其噪声电平可低于-100dB, 总和谐波失真THD低于0.001%。 那么,声卡适合测量什么呢?它可以近乎完美地测量任何在音频范围内的信号,例如:振动、转速、心肺听诊、心电图、地震波,声音,......根据所用传感器的不同而不同,当然还要看所用的软件。以下介绍一个国际知名的基于声卡的信号检测软件SCMI。 功能简介
虚仪声卡万用仪(SCMI,VIRTINSound Card MultiInstrument)是一个功能强大的基于个人电脑的虚拟仪器。它由声卡实时双踪示波器、声卡实时双踪频谱分析仪和声卡双踪信号发生器组成,这三种仪器可同时使用。本仪器内含一个独特设计的专门适用于声卡信号采集的算法,它能连续监视输入信号,只有当输入信号满足触发条件时,才采集一幀数据,即先触发后采集,因而不会错过任何触发事件。这与同类仪器中常用的先采集一长段数据,然后再在其中寻找触发点的方式,即先采集后触发,截然不同。因此本仪器能达到每秒50幀的快速屏幕刷新率,从而实现了真正的实时信号采集、分析和显示。本仪器还支持各种复杂的触发方式包括超前触发和延迟触发。 虚仪声卡万用仪发挥了以电脑屏幕作为显示的虚拟仪器的优点,支持图形显示的放大和滚动,并将屏幕的绝大部分面积用于数据显示,使您能够深入研究被测信号的任何细节。而市面上有些同类仪器则在人机界面上过分追求“形”似,将传统仪器的面板简单地模拟到电脑屏幕上,占用了大量宝贵的屏幕资源,仅留下较小面积供数据显示用。 虚仪声卡万用仪提供了一套完整的信号测试与分析功能,包括:双踪波形、波形相加、波形相减、李莎如图、电压表、瞬态信号捕捉、RMS绝对幅度谱、相对幅度谱、八度分析(1/1、1/3、1/6、1/12、1/24)、THD、THD+N、SNR、SINAD、频率响应、阻抗测试、相位谱、自相关函数、互相关函数、函数发生器、任意波形发生器、白噪声发生器、粉红噪声发生器、多音合成发生器和扫频信号发生器等。 虚仪声卡万用仪将采集到的数据和分析后的数据保存为标准的WAV波形文件或TXT文本文件。它也支持WAV波形文件的输入和BMP图像文件的输出和打印。支持24比特采样分辨率。支持WAV波形文件的合并和数据抽取。 应用领域 1.教育和培训
2.科学研究(例如:流体紊动频谱分析....)
3.工业测量(例如:振动分析,冲击分析,转速记数,压力容器容积压力测量,相关分析,超声测距....)
4.音频工程(例如:噪音分析,声压检测,汽车音响...)
5.电子测试(例如:波型分析,频谱分析,八度分析,频响分析,BODE图,阻抗测试,LCR,瞬态记录,...)
6.乐器校准(例如:吉它校音...)
7.医疗诊断(例如:心肺听音,心跳记数,ECG/EKG...)
著名机构客户包括:
1. Stanford Univ., Mechanical Engineering Dept.
2. Louisiana State University, Dept. of Chemistry, Dept., Dept. of Physics & Astronomy
3. Univ. of New South wales
4. Flinder Univ.
5. Boeing
6. Dolby Lab (UK)
因为采样频率与被测信号的比率通常是10/1 ,A/D,D/A电路的硬件成本与频率呈几何递增关系 在此与大家分享一款合肥中国科大 严宇亮 于2001年出品的基于声卡的示波器
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