Создание приложений «Генератор» и «Осциллограф» для работы со звуковыми сигналами | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №28 (132) декабрь 2016 г.

Дата публикации: 15.12.2016

Статья просмотрена: 222 раза

Библиографическое описание:

Кузин Д. А. Создание приложений «Генератор» и «Осциллограф» для работы со звуковыми сигналами // Молодой ученый. — 2016. — №28. — С. 107-110. — URL https://moluch.ru/archive/132/36833/ (дата обращения: 16.08.2018).



Для проведения лабораторной работы по акустике и звуковому вещанию необходимо использовать определенно программно-аппаратное обеспечение: линейка микрофонов, генератор синусоидального сигнала, звуковой динамик, осциллограф. Стояла задача минимизировать количество оборудования и время, затрачиваемое на подключение приборов и подготовку студии к лабораторной работе.

Ключевые слова: генератор, осциллограф, микрофон, анализ звука, лабораторная работа

Лабораторная работа подразумевает подключение сразу три довольно крупных устройства:

  1. Линейка микрофонов (рисунок 1) — штатив с коробом, включающим в себя 4 микрофона, которые соединены в горизонтальной плоскости. С помощью кнопок на верхней части короба осуществляется включение и выключение необходимых микрофонов. Питание осуществляется от сети 220 В. Звуковой кабель, объединяющий микрофоны и несущий сигнал на осциллограф, имеет разъем BNC (коаксиальный радиочастотный разъем).

Рис. 1. Реализация линейки микрофонов

  1. Генератор, используемый в данной работе необходим для создания синусоидального сигнала определенной частоты и уровня. Имеет довольно большие размеры и немалый вес (рисунок 2), что усложняет перенос данного устройства в необходимое место.

Рис. 2. Генератор сигналов

  1. Звуковой динамик — требуется для преобразования электромагнитного сигнала с генератора в звуковой сигнал.
  2. Осциллограф необходим для анализа сигнала, который создается генератором и воспроизводится колонкой. Используется для определения уровня сигнала в зависимости от направленности линейки микрофонов и различных вариаций подключений микрофонов (1-ый и 4-ый, 2-ой и 3-ий, все четыре активны). Так же, как и генератор имеет довольно крупные размеры (рисунок 3), что осложняет его перенос и подключение.

Рис. 3. Осциллограф

Для упрощения исполнения лабораторной работы было принято решение реализовать генератор и осциллограф с помощью звуковой карты ноутбука. Данное устройство имеет компактные размеры, что позволяет его с легкостью переносить и устанавливать в любом удобном месте. Также удалось освободить генератор и осциллограф для использования их в других лабораторных работах. На компьютере с помощью среды разработки LabVIEW удалось реализовать программу, позволяющую генерировать сигнал необходимой частоты, а управление частотой осуществляется в удобном интерфейсе пользователя (рисунок 4).

Рис. 4. Реализация интерфейса пользователя приложения «Генератор»

Графический код программы «Генератор» написанный на LabVIEW преведен на рисунке 5.

Рис. 5. Реализация приложения «Генератор» в среде программирования LabVIEW

Для улучшения качества передачи звукового сигнала лучше использовать внешний динамик (колонку), а не встроенные динамики ноутбука. Кабель, который раньше имел разъем BNC теперь заменен кабелем со стандартным разъемом 3.5 mm (TRC). Теперь гораздо проще, в случае повреждения кабеля, заменить его, т. к. кабели с разъемами 3.5 mm mini-jack более распространены в настоящее время и их легче найти. Также можно использовать качественные звуковые кабели для уменьшения влияния фидерного тракта.

Далее я приведу пример приложения «Осциллограф», которое было также написано на LabVIEW. Оно позволяет отслеживать характеристики звукового сигнала, снимаемого с линейки микрофонов, как в реальном времени, так и обрабатывать сигнал, сохраненный в памяти программы. На рисунке 6 изображен интерфейс пользователя приложения «Осциллограф».

Рис. 6. Реализация интерфейса пользовтеля приложения «Осциллограф»

Сверху мы видим график звукового сигнала в памяти устройства, снизу изображен график сигнала в реальном времени. Практическую реализацию приложения «Осциллограф» в графической среде разработки LabVIEW можно увидеть на рисунке 7.

Рис. 7. Приложение «Осциллограф» в среде разработке LabVIEW

Таким образом удалось полностью заменить генератор и осциллограф для исследования звуковых сигналов в некоторых лабораторных работах по акустике. Упрощение работы с осциллографом и генератором, написанными на LabVIEW, позволяют уделять больше времени на исследование звукового сигнала, а не тратить его на перенос, установку, и подключение устаревших осциллографов и генераторов. Также данные приложения, в случае необходимости, позволяют автоматизировать процесс измерения характеристик звукового сигнала. Но в данной статье этот код не приводится, т. к. задача лабораторной работы состоит в том, чтобы выработать у студентов навыки измерения характеристик направленности антенны, состоящей из n-микрофонов, позволить им получить практические навыки измерения параметров антенны. Полная автоматизация измерения в данном случае не требовалась.

Основные термины (генерируются автоматически): лабораторная работа, звуковой сигнал, BNC, генератор, линейка микрофонов, осциллограф, звуковой динамик, TRC, реальное время, синусоидальный сигнал.


Ключевые слова

лабораторная работа, генератор, микрофон, осциллограф, анализ звука

Похожие статьи

Программирование синусоидального и пилообразного сигналов...

Целью данной работы является программирование студентами на лабораторном стенде синусоидального и пилообразного сигналов с помощью

Именно эти выводы задействованы в данной работе. ЦАП в STM32 можно использовать как генератор псевдослучайных чисел.

Генератор звуковых сигналов аддитивного синтеза...

Целью данной работы является разработка генератора звуковых сигналов аддитивного синтеза с использованием универсального параметра, что позволит сгенерировать любую форму сигнала. Это в свою очередь позволит оптимизировать работу с генерацией звука в рамках...

Генератор сигналов произвольной формы на микроконтроллере...

Созданный генератор формирует сигналы прямоугольной, пилообразной, синусоидальной и треугольной формы (рисунки 4–7).

Создание приложений «Генератор» и «Осциллограф» для работы со звуковыми сигналами.

Программирование прямого и комплементарного ШИМ-сигналов...

Цифрами обозначены номера лабораторных работ, которые приведены ниже: ‒ 1 — программирование двухфазного генератора с синусоидальными напряжениями со сдвигом 90°; ‒ 2 — программирование прямого и комплементарного ШИМ-сигналов с настройкой «мертвого...

Программирование двухфазного генератора с синусоидальными...

Целью данной работы является программирование студентами на лабораторном стенде ШИМ-сигналов, сдвинутых на 90°. Программирование производится в среде CooCox CoIDE. Для реализации этой цели необходимо решить следующие задачи: ‒ Формирование...

Проектирование детектора сигналов средств беспроводного...

С выхода усилителя сигнал поступает на устройство, отвечающее за индикацию уровня сигнала, и на звуковой генератор.

Под цифрой 1 на рисунке изображен генератор амплитудно-модулированного синусоидального напряжения.

Исследование несинусоидальных периодических цепей...

Панель контрольно-измерительных приборов содержит цифровой мультиметр, функциональный генератор, двухканальный осциллограф

Рисунок 2. Осциллограмма напряжений. С данной осциллограммы можно заметить, что первоначальный сигнал был искажен.

Моделирование особенностей бинаурального слуха...

Также была применена фазированная решетка с несколькими закрепленными на ней микрофонами. На рисунке 4 приведена типовая система сбора

Похожие статьи. Генератор звуковых сигналов аддитивного синтеза с использованием универсального параметра.

Программирование синусоидального и пилообразного сигналов...

Целью данной работы является программирование студентами на лабораторном стенде синусоидального и пилообразного сигналов с помощью

Именно эти выводы задействованы в данной работе. ЦАП в STM32 можно использовать как генератор псевдослучайных чисел.

Генератор звуковых сигналов аддитивного синтеза...

Целью данной работы является разработка генератора звуковых сигналов аддитивного синтеза с использованием универсального параметра, что позволит сгенерировать любую форму сигнала. Это в свою очередь позволит оптимизировать работу с генерацией звука в рамках...

Генератор сигналов произвольной формы на микроконтроллере...

Созданный генератор формирует сигналы прямоугольной, пилообразной, синусоидальной и треугольной формы (рисунки 4–7).

Создание приложений «Генератор» и «Осциллограф» для работы со звуковыми сигналами.

Программирование прямого и комплементарного ШИМ-сигналов...

Цифрами обозначены номера лабораторных работ, которые приведены ниже: ‒ 1 — программирование двухфазного генератора с синусоидальными напряжениями со сдвигом 90°; ‒ 2 — программирование прямого и комплементарного ШИМ-сигналов с настройкой «мертвого...

Программирование двухфазного генератора с синусоидальными...

Целью данной работы является программирование студентами на лабораторном стенде ШИМ-сигналов, сдвинутых на 90°. Программирование производится в среде CooCox CoIDE. Для реализации этой цели необходимо решить следующие задачи: ‒ Формирование...

Проектирование детектора сигналов средств беспроводного...

С выхода усилителя сигнал поступает на устройство, отвечающее за индикацию уровня сигнала, и на звуковой генератор.

Под цифрой 1 на рисунке изображен генератор амплитудно-модулированного синусоидального напряжения.

Исследование несинусоидальных периодических цепей...

Панель контрольно-измерительных приборов содержит цифровой мультиметр, функциональный генератор, двухканальный осциллограф

Рисунок 2. Осциллограмма напряжений. С данной осциллограммы можно заметить, что первоначальный сигнал был искажен.

Моделирование особенностей бинаурального слуха...

Также была применена фазированная решетка с несколькими закрепленными на ней микрофонами. На рисунке 4 приведена типовая система сбора

Похожие статьи. Генератор звуковых сигналов аддитивного синтеза с использованием универсального параметра.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Программирование синусоидального и пилообразного сигналов...

Целью данной работы является программирование студентами на лабораторном стенде синусоидального и пилообразного сигналов с помощью

Именно эти выводы задействованы в данной работе. ЦАП в STM32 можно использовать как генератор псевдослучайных чисел.

Генератор звуковых сигналов аддитивного синтеза...

Целью данной работы является разработка генератора звуковых сигналов аддитивного синтеза с использованием универсального параметра, что позволит сгенерировать любую форму сигнала. Это в свою очередь позволит оптимизировать работу с генерацией звука в рамках...

Генератор сигналов произвольной формы на микроконтроллере...

Созданный генератор формирует сигналы прямоугольной, пилообразной, синусоидальной и треугольной формы (рисунки 4–7).

Создание приложений «Генератор» и «Осциллограф» для работы со звуковыми сигналами.

Программирование прямого и комплементарного ШИМ-сигналов...

Цифрами обозначены номера лабораторных работ, которые приведены ниже: ‒ 1 — программирование двухфазного генератора с синусоидальными напряжениями со сдвигом 90°; ‒ 2 — программирование прямого и комплементарного ШИМ-сигналов с настройкой «мертвого...

Программирование двухфазного генератора с синусоидальными...

Целью данной работы является программирование студентами на лабораторном стенде ШИМ-сигналов, сдвинутых на 90°. Программирование производится в среде CooCox CoIDE. Для реализации этой цели необходимо решить следующие задачи: ‒ Формирование...

Проектирование детектора сигналов средств беспроводного...

С выхода усилителя сигнал поступает на устройство, отвечающее за индикацию уровня сигнала, и на звуковой генератор.

Под цифрой 1 на рисунке изображен генератор амплитудно-модулированного синусоидального напряжения.

Исследование несинусоидальных периодических цепей...

Панель контрольно-измерительных приборов содержит цифровой мультиметр, функциональный генератор, двухканальный осциллограф

Рисунок 2. Осциллограмма напряжений. С данной осциллограммы можно заметить, что первоначальный сигнал был искажен.

Моделирование особенностей бинаурального слуха...

Также была применена фазированная решетка с несколькими закрепленными на ней микрофонами. На рисунке 4 приведена типовая система сбора

Похожие статьи. Генератор звуковых сигналов аддитивного синтеза с использованием универсального параметра.

Программирование синусоидального и пилообразного сигналов...

Целью данной работы является программирование студентами на лабораторном стенде синусоидального и пилообразного сигналов с помощью

Именно эти выводы задействованы в данной работе. ЦАП в STM32 можно использовать как генератор псевдослучайных чисел.

Генератор звуковых сигналов аддитивного синтеза...

Целью данной работы является разработка генератора звуковых сигналов аддитивного синтеза с использованием универсального параметра, что позволит сгенерировать любую форму сигнала. Это в свою очередь позволит оптимизировать работу с генерацией звука в рамках...

Генератор сигналов произвольной формы на микроконтроллере...

Созданный генератор формирует сигналы прямоугольной, пилообразной, синусоидальной и треугольной формы (рисунки 4–7).

Создание приложений «Генератор» и «Осциллограф» для работы со звуковыми сигналами.

Программирование прямого и комплементарного ШИМ-сигналов...

Цифрами обозначены номера лабораторных работ, которые приведены ниже: ‒ 1 — программирование двухфазного генератора с синусоидальными напряжениями со сдвигом 90°; ‒ 2 — программирование прямого и комплементарного ШИМ-сигналов с настройкой «мертвого...

Программирование двухфазного генератора с синусоидальными...

Целью данной работы является программирование студентами на лабораторном стенде ШИМ-сигналов, сдвинутых на 90°. Программирование производится в среде CooCox CoIDE. Для реализации этой цели необходимо решить следующие задачи: ‒ Формирование...

Проектирование детектора сигналов средств беспроводного...

С выхода усилителя сигнал поступает на устройство, отвечающее за индикацию уровня сигнала, и на звуковой генератор.

Под цифрой 1 на рисунке изображен генератор амплитудно-модулированного синусоидального напряжения.

Исследование несинусоидальных периодических цепей...

Панель контрольно-измерительных приборов содержит цифровой мультиметр, функциональный генератор, двухканальный осциллограф

Рисунок 2. Осциллограмма напряжений. С данной осциллограммы можно заметить, что первоначальный сигнал был искажен.

Моделирование особенностей бинаурального слуха...

Также была применена фазированная решетка с несколькими закрепленными на ней микрофонами. На рисунке 4 приведена типовая система сбора

Похожие статьи. Генератор звуковых сигналов аддитивного синтеза с использованием универсального параметра.

Задать вопрос