成本仅百元的USB接口虚拟示波器
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重要声明:
如果你没有一定电路基础,请不要使用本软件。如果操作不当可能会损坏声卡甚至电脑。对造成的一切后果,作者不负责。测试电缆的制作: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。ﻫ
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。ﻫ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。ﻫ可能出现的情况:ﻫ1.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。ﻫ电缆的制作:ﻫ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。ﻫ软件的编写过程:ﻫ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ﻫ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4100HZ,16bit,双声道双工,大多数声
卡都支持这一标准。
各部分的使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ﻫX1 ,X2 双踪示波器ﻫX1+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。ﻫPAUSE 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。ﻫ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。ﻫ4.
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。ﻫ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。