利用声卡而成的简易虚拟示波器

yinpin · 发表于 2016-1-10 18:01:05

试电缆的制作：
需要两个3.5的立体声插头，并将两段三芯屏蔽线接上，另一端可接上鱼夹，如果要求不高可直接使用
耳机线。
使用方法：

1.检查你的声卡是否支持44100采样率16位双声道双工方式（现在的声卡不存在这些问题）。检查声
卡上是否有line in
，如果只有mic口，那么本软件部分功能可能无法实现（一些主板集成声卡存在这些问题）。
2.打开音频高级控制（通常在屏幕的右下角），关闭一切特效如环绕音之类，将录音方式选择为line。
3.将做好的两根音频电缆分别接到声音输出口和line in口。
4.找一些准确的电阻器，电容器，电感器作标准元件，把它们的值填入你可以这样填4.7k 4.698k 4698 ,填不填单位没有关系，但显示的数值和对应框中的数为同一单位。
5.将待测元件和同一类标准元件串联，标准元件另一端（非公共端）接地，待测元件那端（非公共端
）接R输出或L输出（两边输出频率不同）可视具体情况而定。
   将待测元件的两端接到line in电缆的非地的两端（R_in,L_in) 。现在屏幕上显示的值就是待测元
件的值了，如果不是则交换line in 电缆的非地的两端。(参考连接图）
6.测交流电压时，直接输入到line in 电缆的L-in，你需要一个电位器控制输入的幅度，并可用它校
准电压表，显示的是有效值。（！！！！过高的电位会造成声卡的损坏！！！！）
注：声卡的设置
声卡的正确设置是本软件正常工作的前提，由于声卡种类繁多，各种版本的驱动程序更是多不胜数，作者
并不能保证每一块声卡上都能正常工作。但通过两种常见声卡上的测试，软件都能很好的工作。测试的声
卡芯片为雅马哈 724，使用公版驱动，另一为主板集成声卡，芯片为创新 es1373，使用主板自带驱动。
设置时大致按以下步骤进行：
1. 打开声音高级控制
2. 选择录音属性，打开录音音量控制面板，将输入方式选成LINE。
3．关闭不必要的声音特效，如混响环绕，以避免左右声道互相干扰。
4．如果无信号时背景噪声较大，可尝试将一些选项静音，特别是CD音频。
5. 调整输出和输入的平衡，可借助示波器部分和信号发生器部分实现。
这时信号是从LINE IN 口输入的。在输出音频信号时，输入口是没有信号的。
如果使用其它声卡，可参照以上步骤设置。注意使用公版驱动或自带驱动，不要使用windows带的驱动。
如果仍无法正确工作，可换一个驱动试试。
可能出现的情况：
1．声卡上没有LINE IN 口，只有MIC口，在一些廉价主板集成的声卡上会有这种情况，因为MIC口通常是
单声道，也就是示波器只能单踪工作，万用表也只能测电压了。
2．打开信号发生器，示波器上同时显示波形，这是输出反馈到输入端造成的，可修改各项设置。
电缆的制作：
将一段三芯屏蔽线接在立体声插头上，即成一根测试电缆，用同样方法做另一根。把它们插到声卡后的
输出输入口上，电路就接好了。
软件的编写过程：
整个软件是用VC写的，对声音的操作使用的是API，一些部分如FFT和位图的保存修改自现成的源码。我
尝试用硬件实现部分功能，但把电路搭成后测试，才发现这完全是画蛇添足，软件实现的比硬件还要好，电
路很难产生标准的正弦波，而软件却轻松实现了。这印证了一句名言----简结至上。

软件说明
   声卡是个人电脑中不可缺少的一部分，同时也是一个很好的A/D，D/A卡，本软件充分利用了这一功能。
本软件实现了示波器，信号发生器，频率计，万用表的功能，在音频范围内可完全替代上述仪器。这并不是
仿真软件，而是实用的工具，这些虚拟仪器可以很好的工作。最简单的应用只需要两根电缆，一根输入，一
根输出。
工作原理：
本软件利用声卡进行采样和输出，软件能否正常工作与声卡的正确设置紧密相关。声卡的工作方式是
44100HZ，16bit,双声道双工，大多数声卡都支持这一标准。
各部分的使用：
所有的虚拟仪器都做在一个面板上，操作是很简单直观的。
1. 示波器  启动程序后，示波器已处于工作状态，有五种工作方式可供选择
  X 单踪示波器
  X1 ,X2 双踪示波器
  X1＋X2  两路信号相加
  X-Y 两路信号分别做X轴，Y轴输入。这一种方式类似通用示波器中用李萨如图形测频率的方式。
  频域  显示信号的频谱分布

通过上面几个控件可调整示波器各项参数。

按下RECORD 可将输入信号保存为WAV文件，再次按下停止记录。
PAUSE 可将示波器屏幕暂停，以便观察，再次按下结束暂停。暂停时仍能调整各项参数。
保存屏幕　可将示波器屏幕存为位图文件，需先将屏幕暂停，调整好后再保存。
2. 频率计  需要按下电源按钮来启动频率计。
频率是对输入信号进行FFT得到的，每秒可以更新约10次，显示误差约有10hz，如果想得到准确的频率值，
可利用信号发生器的输出信号和示波器利用李萨如图形法测得。如果将FFT取样数提高，误差可以小于1hz,但会加大运算量，在实际中似乎没有必要。

3. 信号发生器需要按下电源按钮来启动信号发生器。这是一个频率很准确的双路正弦波发生器，由于采
样的特性所限，高频部分有所失真，但在50hz-15khz时波形都相当好，输出幅度可通过调节音量实现。按下
左边的按钮可设置输出频率。
4.
4.万用表这是一个有趣的附件，需要按下电源按钮来启动它。它可以测电阻电容电感和交流电压有效值。
测电阻电容电感时需要同时打开信号发生器，选择合适的输出信号频率。按照原理图把待测元件和标准元
件接入电路。按下输入基准，把基准值输入，选择测量方式，LED屏上即可显出待测值。
  注：V(AC)只能测交流有效值。示波器窗口可同时显示两路信号的波形，可以看到幅度和相位的关系。
LED屏并不显示小数点，输入基准值时有一些技巧。如以0.047uf电容做为基准，输入时可输入47，显示
值的单位和基准值一致。V(AC)档显示的是相对值，可通过外置的电位器和以知幅度的信号源来校准。
信号发生器的另类应用：生物反馈心态调节器，即利用差频诱发同步脑波。将左声道信号调为400hz，
右声道为（400-d） hz。d=1-4：促进睡眠；d=4-8：想象力丰富，灵感好，对进行创造性劳动很有帮助
；d=8-14：可使精神压力松弛，对脑力劳动过度疲劳而需要休息调整很适用；d=14-25;处于正常警觉亢奋状
态，对正常进行脑力劳动或避免瞌睡误事特别有用。以上可参见《电子报》99合订本上册p153，原文采用
了单片机和复杂的电路，这里用软件的方法实现了。可以戴上耳机试试，效果还不错

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