Аудио анализатор — audio analyzer

Типы

Основная плата от анализатора спектра 20 ГГц . Показаны полосковые фильтры печатной платы и модульная блочная конструкция.

Типы анализаторов спектра различаются по методам, используемым для получения спектра сигнала. Существуют анализаторы спектра с регулируемой разверткой и быстрым преобразованием Фурье (БПФ):

  • Стреловидного настроенного анализатор использует супергетеродинный приемник для части спектра входного сигнала к центральной частоте узкого полосового фильтра , чей мгновенной выходной мощность записываются или отображаются в виде функции от времени. При изменении центральной частоты приемника (с помощью генератора, управляемого напряжением ) в диапазоне частот выходной сигнал также зависит от частоты. Но хотя развертка сосредоточена на какой-либо конкретной частоте, кратковременные события на других частотах могут отсутствовать.
  • Анализатор БПФ вычисляет временную последовательность периодограмм . БПФ относится к определенному математическому алгоритму, используемому в процессе. Обычно он используется вместе с приемником и аналого-цифровым преобразователем . Как указано выше, приемник снижает центральную частоту части спектра входного сигнала, но эта часть не качается. Назначение приемника — снизить частоту дискретизации , с которой приходится иметь дело анализатору. При достаточно низкой частоте дискретизации анализаторы БПФ могут обрабатывать все выборки (100% рабочий цикл ) и, следовательно, могут избежать пропуска кратковременных событий.

Блок-схема и работа

Современный аудиоанализатор состоит из:

  • Аудиогенератор, обеспечивающий аналоговое и цифровое воздействие на ИУ.
  • Каскады аудиовхода, которые получают ответ от тестируемого устройства, как аналоговый, так и цифровой, и преобразуют его в соответствующие сигналы (аналоговые или цифровые) для анализа
  • Анализатор сигналов, который фильтрует отклик и вычисляет результаты измерений, обычно подключенный или встроенный ПК в современных решениях
  • Форма вывода для пользователя (отображение, отчет и т. Д.)

В тесте с обратной связью механизм анализа управляет звуковым генератором, одновременно измеряя выходной сигнал ИУ, как показано ниже:

Блок-схема тестирования с обратной связью с аудиоанализатором

Анализатор сигналов может обеспечивать управление как аудиогенератором, так и каскадами аудиовхода, обеспечивая выполнение условий тестирования. Это также позволяет определять точные временные отношения между стимулом и реакцией ИУ.

Блок-схема тестирования без обратной связи с аудиоанализатором

В тесте с разомкнутым контуром анализатор сигналов не контролирует источник звука, управляющий тестируемым устройством, поэтому пользователь должен позаботиться о том, чтобы источник выдает сигнал с соответствующими характеристиками. Тесты с разомкнутым контуром полезны для измерения тестируемых устройств, не имеющих прямого входа сигнала, таких как проигрыватель компакт-дисков или MP3.

Исходный код программы (скетча)

Arduino

#include «U8glib.h»
#include «fix_fft.h»

// LCD SPI SCK-EN, MOSI-RW & SS-CS

#define EN 6
#define RW 5
#define CS 4
// display set up, bar, line position L & R
#define LINEY 50
#define LINEXL 0
#define LINEXR 128

#define SAMPLES 128

#define AUDIO A0

U8GLIB_ST7920_128X64_1X lcd(EN, RW, CS); // serial use, PSB = GND

char im;
char data;
int barht;

void setup()
{
lcd.begin(); // inti display

}

void loop()
{
static int i, j;
int val;

// get audio data
for(i = 0; i < SAMPLES; i++)
{
val = analogRead(AUDIO); // 0-1023
data = (char)(val/4 — 128); // store as char
im = 0; // init all as 0
}

// run FFT
fix_fft(data, im, 7, 0);

// extract absolute value of data only, for 64 results
for(i = 0; i < SAMPLES/2; i++)
{
barht = (int)sqrt(data * data + im * im);
}

for(i = 0, j = 0; i < SAMPLES/2; i++, j += 2)
{
barht = barht + barht;
}

// display barchart
barchart(SAMPLES/4, barht); // plot SAMPLES / 4 = 32 as barchart gen cannot handle 128 bars
}

// plot line and bar at position and height
void barchart(int n, int bh[])
{
int i, s, w; // bars, spacing and width

s = (LINEXR — LINEXL) / n;
w = s / 2;

lcd.firstPage();
do
{
lcd.setFont(u8g_font_helvR08);
lcd.drawStr(20, 10, «FFT Audio Spectrum»);
lcd.drawLine(LINEXL, LINEY, LINEXR, LINEY);
lcd.drawStr(0, LINEY + 10, «0»);
lcd.drawStr(29, LINEY + 10, «1k»);
lcd.drawStr(59, LINEY + 10, «2k»);
lcd.drawStr(91, LINEY + 10, «3k»);
lcd.drawStr(115, LINEY + 10, «Hz»);

for(i = 0; i < n; i++)
{
lcd.drawBox(LINEXL + s * i, LINEY — bh, w, bh + 1); // u8glib doesn’t accept box height of 0
}

}while(lcd.nextPage());
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90

#include «U8glib.h»
#include «fix_fft.h»
 
 
// LCD SPI SCK-EN, MOSI-RW & SS-CS
 
#define EN 6
#define RW 5
#define CS 4
// display set up, bar, line position L & R
#define LINEY 50
#define LINEXL 0
#define LINEXR 128
 
#define SAMPLES 128
 
#define AUDIO A0
 

U8GLIB_ST7920_128X64_1Xlcd(EN,RW,CS);// serial use, PSB = GND

charimSAMPLES;

chardataSAMPLES;

intbarhtSAMPLES;

voidsetup()

{

lcd.begin();// inti display

}
 

voidloop()

{

staticinti,j;

intval;

// get audio data

for(i=;i<SAMPLES;i++)

{

val=analogRead(AUDIO);// 0-1023

datai=(char)(val4-128);// store as char

imi=;// init all as 0

}

// run FFT

fix_fft(data,im,7,);

// extract absolute value of data only, for 64 results

for(i=;i<SAMPLES2;i++)

{

barhti=(int)sqrt(datai*datai+imi*imi);

}

for(i=,j=;i<SAMPLES2;i++,j+=2)

{

barhti=barhtj+barhtj+1;

}

// display barchart

barchart(SAMPLES4,barht);// plot SAMPLES / 4 = 32 as barchart gen cannot handle 128 bars

}

 
// plot line and bar at position and height

voidbarchart(intn,intbh)

{

inti,s,w;// bars, spacing and width

s=(LINEXR-LINEXL)n;

w=s2;

lcd.firstPage();

do

{

lcd.setFont(u8g_font_helvR08);

lcd.drawStr(20,10,»FFT Audio Spectrum»);

lcd.drawLine(LINEXL,LINEY,LINEXR,LINEY);

lcd.drawStr(,LINEY+10,»0″);

lcd.drawStr(29,LINEY+10,»1k»);

lcd.drawStr(59,LINEY+10,»2k»);

lcd.drawStr(91,LINEY+10,»3k»);

lcd.drawStr(115,LINEY+10,»Hz»);

for(i=;i<n;i++)

{

lcd.drawBox(LINEXL+s*i,LINEY-bhi,w,bhi+1);// u8glib doesn’t accept box height of 0

}

}while(lcd.nextPage());

}

Анализатор сигналов

До появления интегрированных анализаторов звука, генераторы звука и анализаторы звука были отдельными частями оборудования. В данной статье под анализатором сигналов понимается элемент современного аудиоанализатора, реализующий собственно измерения.

Независимо от того, реализован ли он в аналоговых схемах, цифровой обработке сигналов (DSP) или БПФ, анализатор должен обеспечивать высокоточную реализацию:

  • Вольтметр постоянного и переменного тока (пиковый и среднеквадратичный)
  • Фильтры высоких и низких частот и взвешивающие фильтры
  • Полосовые и режекторные фильтры
  • Частотомер

Поскольку большинство современных приборов основаны на цифровых технологиях, анализ сигналов часто выполняется с использованием вычислений на основе БПФ, что позволяет рассчитать множество результатов за один проход теста.

Результаты этих измерений обрабатываются анализатором в читаемые данные с использованием различных стандартных единиц и форматов, таких как вольты , дБ , , SPL , Ом , относительный процент и т. Д., В зависимости от конкретного измерения, о котором сообщается. Производные результаты достигаются путем объединения нескольких первичных результатов в расчетный результат.

4Pockets PocketRTA PC v1.0

Данный продукт интересен тем, что он сделан для двух платформ: PC и Pocket PC, т.е. как для настольных так и для карманных ПК. Я буду рассматривать версию для настольного ПК.

Итак, включив программу мы видим основное окно программы (рис. 7).

Рисунок 7. Основное окно 4Pockets PocketRTA PC v1.0

Сверху мы видим уровни входного сигнала. Чуть ниже расположена секция, показывающая уровень самой громкой частоты спектра в виде, собственно, числового значения в герцах, а также приблизительно ноту, соответствующую этой частоте. Еще ниже расположено окно анализатора. В самом низу идет секция настроек. Вот ее мы и рассмотрим поподробнее.

Scale — выбор точности и типа анализатора. Кроме всего есть осциллограф (Sample), спектрограф (Spectrograph) и такая необычная функция как уровень звукового давления (SPL). С помощью SPL определяют отношение сигнал/шум и некоторые характеристики «железа».

Average — функция для удобства наблюдения спектра (замедляет/убыстряет)

Mon — (Monitor channel) выбор типа анализируемых каналов (моно, стерео, левый, правый)

Trace — сохраняет на экране пиковые уровни. Удобно при настройках на octave.

Weight — как утверждают разработчики, на частотах ниже 500 Гц и выше 4 кГц слуховая чувствительность падает, это значит что вне этих частотных пределов человек слышит звуки тише. Для компенсации этого эффекта в профессиональной аппаратуре используют весовые кривые (weight curves). Здесь доступны 4 типа весовой кривой.

Decay — скорость спада спектральных столбцов.

Gain — регулировка усиления. Увеличение на 3 дБ все равно что умножение в 2 раза.

Pause — пауза (а кто сомневался).

Tone — генератор. Доступны 8 синусоидальных пресетов разной частоты и 2 шумовых пресета.

Еще я хочу обратить внимание на то что в режиме спектрального анализатора мы можем увидеть в секции ниже уровней частоту, ноту и уровень в точке куда мы кликнем мышкой. Иногда полезно

4Pockets PocketRTA PC v1.0

Данный продукт интересен тем, что он сделан для двух платформ: PC и Pocket PC, т.е. как для настольных так и для карманных ПК. Я буду рассматривать версию для настольного ПК.

Итак, включив программу мы видим основное окно программы (рис. 7).

Сверху мы видим уровни входного сигнала. Чуть ниже расположена секция, показывающая уровень самой громкой частоты спектра в виде, собственно, числового значения в герцах, а также приблизительно ноту, соответствующую этой частоте. Еще ниже расположено окно анализатора. В самом низу идет секция настроек. Вот ее мы и рассмотрим поподробнее.

Еще я хочу обратить внимание на то что в режиме спектрального анализатора мы можем увидеть в секции ниже уровней частоту, ноту и уровень в точке куда мы кликнем мышкой. Иногда полезно

Измерения и результаты

Аудиоанализаторы способны измерять многие типы параметров. Основные измерения:

  • Уровень и усиление : Уровень описывает величину сигнала и может быть выражен в абсолютных или относительных единицах. Общие абсолютные единицы могут быть вольт , ватты , и , то время как относительные измерения выражены чаще всего в дБ . Уровень также может быть обусловлен как пиковое измерение или измерение RMS . Усиление — это отношение уровня сигнала на выходе ИУ к уровню сигнала на входе, обычно выражаемое в дБ.
  • Частотная характеристика : измеряет выходной уровень ИУ как функцию частоты. Уровень выражается в тех же единицах, что и выше, обычно дБВ и дБн.
  • Суммарные гармонические искажения плюс шум (THD + N) : продукты гармонических искажений кратны частотам стимулов, а шум — это энергия, которая математически не связана с входным сигналом. В результате сигнала THD + N можно рассматривать как все содержимое сигнала в отклике DUT, которое не содержится в стимуле.
  • Отношение сигнал / шум (SNR) : отношение полезного сигнала к нежелательному шуму, исходящему от DUT, выраженное в дБ.
  • Перекрестные помехи : нежелательное присутствие сигнала из одного аудиоканала, как оно появляется в других аудиоканалах тестируемого устройства. Поскольку это соотношение, оно выражается в дБ.
  • Фаза : соотношение во времени между двумя сигналами одинаковой частоты, выраженное как часть периода сигнала. Обычно это выражается в градусах, причем один полный цикл синусоидального сигнала составляет 360 градусов.
  • Интермодуляционные искажения (IMD) : искажение, которое является результатом нелинейного смешивания двух или более сигналов, обычно двух синусоидальных волн на разных частотах или суммы синусоидальной и прямоугольной волны. В дополнение к продуктам искажения на гармониках, кратных частотам, также можно найти произведения, кратные суммам и разностям исходных частот.
  • Отображение во временной области : эквивалентно отображению сигнала осциллографом, показывающему мгновенную амплитуду как функцию времени.

Общие принципы работы проекта

Плата Arduino сконструирована на основе микроконтроллера ATmega328P и имеет встроенные аналогово-цифровые преобразователи (в англ. аббревиатуре ADC — Analog To Digital converter), которые в нашем проекте используются для преобразования поступающего аналогового аудио сигнала в цифровую форму. АЦП Arduino производит дискретизацию поступающего входного сигнала с частотой дискретизации 38,46 кГц. Это достигается при помощи установки коэффициента деления предделителя (prescaler) АЦП равным 32. Если частота дискретизации равна 38,46 кГц, то согласно теореме Котельникова это значит что максимальная частота входного аналогового сигнала, который может быть преобразован без потерь в цифровую форму, равна 19,32 кГц – этого вполне достаточно для большинства аудио сигналов.

Главная цель проекта – показать спектр музыкального аудио сигнала. Для этого левый и правый каналы аудио сигнала смешиваются вместе и подаются на аналоговый контакт A0 платы Arduino. При необходимости вы можете использовать сплиттер чтобы подавать аудио сигнал одновременно и на анализатор спектра, и в другое какое-нибудь устройство, например, усилитель.

АЦП в данном проекте конфигурируются на использование внешнего опорного напряжения (reference voltage). В этом проекте в качестве опорного напряжения для АЦП используется стабилизированное напряжение 3.3v с платы Arduino. Поскольку аналоговый сигнал колеблется как выше, так и ниже нуля, мы должны использовать положительное напряжение смещения на входе АЦП – это необходимо для того чтобы АЦП не обрезал отрицательные циклы сигнала. То же самое стабилизированное напряжение разделяется с помощью двух резисторов R1 и R2 и затем подается на вход АЦП для формирования положительного напряжения смещения. С таким напряжением смещения на выходе АЦП будет значение 512 при отсутствии аудио сигнала на входе. В дальнейшем в коде программы это значение 512 вычитается чтобы получить реальные изменения входного сигнала.

«Сердцем» кода программы является библиотека ArduinoFFT – именно она выполняет быстрое преобразование Фурье (БПФ) и вычисляет спектр входного сигнала. Опытный образец данного проекта был сконфигурирован для формирования 64 отсчетов (сэмплов, samples) и выполнения быстрого преобразования Фурье над этими отсчетами. Библиотека ArduinoFFT может выполнять БПФ над числом отсчетов от 16 до 128 – это можно сконфигурировать в программе. Но для 128 отсчетов БПФ выполняется достаточно медленно, поэтому в нашем проекте мы решили ограничиться 128 отсчетами.

В качестве средства отображения спектра в нашем проекте используется светодиодная матрица 32 столбца х 8 строк. Управлять подобной матрицей сравнительно просто с помощью библиотеки MD_MAX72xx, которую мы будем использовать в нашем проекте. С помощью этой библиотеки можно включить/выключить любое число светодиодов в столбце, который в данный момент времени используется в программе. Амплитуда каждого частотного канала (полосы) конвертируется в диапазон от 0 до 8 и в зависимости от этой амплитуды зажигается необходимое количество светодиодов в столбце, то есть чем больше амплитуда, тем больше светодиодов в столбце будут гореть.

В проекте доступны 5 режимов дисплея, которые заключаются в различных вариантах включения светодиодов в столбцах. Каждый из этих режимов вы при необходимости можете перепрограммировать самостоятельно. Для переключения режимов используется кнопка. С каждым нажатием кнопки происходит переход к следующему режиму, при нажатии кнопки на 5-м режиме снова происходит переход к 1-му режиму. Эта кнопка подключена к цифровому контакту платы Arduino и после каждого обновления экрана дисплея производится проверка ее нажатия.

Частотная характеристика

Частотная характеристика проектируемого анализатора спектра была проверена с помощью подачи на вход анализатора синусоидального колебания, сформированной генератором сигналов на одном из веб-сайтов. Было установлено, что частотная характеристика анализатора достигает частоты 18,6 кГц.

Дополнительные детали

Чтобы узнать более полную информацию о данном проекте, необходимо посетить страницу автора этого проекта на сервисе github — https://github.com/shajeebtm/Arduino-audio-spectrum-visualizer-analyzer/.

Arta Software

От всех других аналогичных программ ее отделяет интуитивно понятный интерфейс при огромном функционале возможностей.

Последняя версия программы доступна на сайте разработчиков. Ниже, в разделе приложение, мы даем ее полное описание и методику работы с программой Arta Software. Программа вроде платная. Но это мало кого останавливает, так как, кто ищет тот всегда найдет.

Измерять АЧХ можно самым простейшим образом. Тупо послал сигнал на усилитель-динамик и замерил микрофоном результат:

АЧХ почти сразу можно увидеть в таком виде:

Помимо этого программа позволяет замерять всякие другие разные полезности. Кто желает глубоко погрузиться в тему, – изучайте приложение. Но имейте ввиду, в бытовой, слушательской практике, такие точные измерения не несут ни какого смысла. А вот для разработчиков аудиосистем программа Arta Software очень весьма полезная и даже необходимая.

Ниже мы приводим полное руководство по работе с программой Arta Software.

Аудио-частота использует

Спектральный анализ может использоваться на звуковых частотах для анализа гармоник звукового сигнала. Типичное приложение — измерение искажения номинального синусоидального сигнала; синусоида с очень низким уровнем искажений используется в качестве входа для тестируемого оборудования, а анализатор спектра может исследовать выходной сигнал, который будет содержать добавленные продукты искажения, и определить процентное искажение для каждой гармоники основной гармоники. Такие анализаторы одно время назывались «анализаторами волн». Анализ может быть выполнен с помощью цифрового компьютера общего назначения с выбранной звуковой картой и соответствующим программным обеспечением. Вместо использования синусоиды с низким уровнем искажений входной сигнал можно вычесть из выходного, ослабить и скорректировать по фазе, чтобы получить только добавленные искажения и шум, которые можно проанализировать.

Альтернативный метод, измерение общих гармонических искажений , устраняет основную частоту с помощью режекторного фильтра и измеряет общий оставшийся сигнал, который представляет собой полное гармоническое искажение плюс шум; он не дает детализации анализатора по гармоникам.

Аудиоинженеры также используют анализаторы спектра для оценки своей работы. В этих приложениях анализатор спектра будет показывать уровни громкости в полосах частот в типичном диапазоне человеческого слуха , а не отображать волну. В приложениях для живого звука инженеры могут использовать их для получения обратной связи .

Общая информация о векторных анализаторах электрических цепей

Векторный анализатор электрических цепей — это прибор, который измеряет характеристики прохождения сигнала через тестируемое устройство и характеристики отражения сигнала от его портов. Эти характеристики называются S-параметрами. Для двухпортовых устройств характеристика отражения от первого порта называется S11, характеристика передачи в прямом направлении называется S21, характеристика передачи в обратном направлении называется S12 и характеристика отражения от второго порта называется S22.

Определение четырёх S-параметров тестируемого устройства.

Каждый S-параметр содержит амплитудно-частотную (АЧХ) и фазо-частотную (ФЧХ) характеристики тестируемого устройства в соответствующем направлении. Существует много стандартных способов отображения измеренных S-параметров на экране векторного анализатора электрических цепей. Вы сами можете выбирать, в каком виде просматривать результаты: в виде графика КСВ или обратных потерь от частоты, диаграммы Смита, амплитуды, фазы, вносимого затухания или усиления, групповой задержки и др.

В качестве примера, на этом рисунке показан экран векторного анализатора Anritsu VNA Master серии MS20xxB с результатами измерения характеристик полосового фильтра. Основные параметры фильтра (S11 и S21) представлены на четырёх подробных графиках. Измерения проводились в диапазоне 1,75 — 2,05 ГГц.

Результаты измерения характеристик полосового фильтра.

Для того, чтобы выполнить измерение, анализатор электрических цепей подаёт на тестируемое устройство синусоидальный сигнал и измеряет сигнал, который отразился и сигнал, который прошёл через устройство. Оба сигнала (отражённый и прошедший) будут отличаться по амплитуде и фазе от тестового синусоидального сигнала. Если анализатор электрических цепей может измерять только амплитуду, то он называется скалярным. Если анализатор может измерять и амплитуду и фазу, то он называется векторным. Практически все современные анализаторы электрических цепей являются векторными, так как именно векторный анализатор позволяет наиболее полно измерить характеристики тестируемого устройства в заданном диапазоне частот.

На этом рисунке в упрощённой форме показано как работает векторный анализатор электрических цепей в режиме измерения передаточной характеристики в прямом направлении (S21). На тестируемое устройство подаётся опорный (эталонный) синусоидальный сигнал с известной амплитудой и фазой. После того, как сигнал пройдёт через тестируемое устройство, его амплитуда и фаза изменятся. Далее, детектор амплитуды и фазы определяет насколько отличается амплитуда и фаза измеряемого сигнала от опорного. Таким образом определяются характеристики тестируемого устройства на одной частоте. При измерении в диапазоне частот, векторный анализатор цепей многократно изменяет частоту опорного сигнала в заданных Вами пределах. Конечно, это сильно упрощённое описание, но принцип работы иллюстрирует хорошо.

Упрощённая структурная схема векторного анализатора электрических цепей в режиме измерения передаточной характеристики в прямом направлении (S21).

Аудио Генератор

Аудиогенератор, пригодный для использования в тестах и ​​измерениях, должен соответствовать нескольким критериям, применимым как к аналоговым, так и к цифровым стимулам:

  • Возможность генерировать различные типы сигналов
    • Синус
    • Квадрат
    • Multitone (группа одновременных синусоид)
    • Развертка (непрерывный переход от одной заданной частоты к другой)
    • Стандартные формы сигналов интермодуляции (SMPTE, DIN, DFD и DIM)
    • Сигналы произвольной формы
  • Чрезвычайно низкие остаточные искажения и шум
  • Достаточный диапазон амплитуды
  • Достаточный диапазон частот
  • Чрезвычайно высокая точность амплитуды
  • Чрезвычайно высокая точность измерения частоты
  • Регулируемый и точный импеданс источника
  • Варианты симметричного / несимметричного выхода (аналоговый)
  • Связь по переменному и постоянному току

Кроме того, генератор позволяет определять точный частотный диапазон и амплитуду стимула, подаваемого на ИУ

Это очень важно при согласовании условий испытаний с характеристиками ИУ.

Описание TrueRTA.

Анализатор аудио спектра TrueRTA, работает в режиме реального времени, отлично подходит для настройки амплитудно-частотных характеристик акустических систем в различных помещениях и залах. Программное обеспечение включает в себя целый набор инструментов, в частности, спектральный анализатор реального времени (Real Time Analyzer), двойной осциллограф, генератор сигналов, цифровой измеритель уровня и коэффициента амплитуды сигнала или крест-фактора. Интерфейс приложения крайне прост и удобен, все настройки могут быть развернуты в виде панелей на основном рабочем окне.

Программное обеспечение предоставляет возможность самостоятельно настраивать масштабы, параметры и диапазоны звуковых измерений, проводит обработку и усреднение входных данных, имеет функцию фиксации пиков. Сигнал на экране осциллографа может быть остановлен в любой момент времени и прокручен в разные стороны. Также предлагается пять различных цветовых схем для графической области окна.

Полученные с помощью TrueRTA измерения позволяют детально и «на лету» оценить акустику, определить нелинейные искажения, проверить правильность расчетов разделительных фильтров. Максимальное разрешение достигает 1/24 октавной полосы. Программа позволяет выявить не только спектральный состав гармоник, но и просчитать коэффициент нелинейных искажений для каждой из них. Расчет уровня гармоник в приложении необходимо проводить вручную.

Кроме того программа TrueRTA может генерировать аудио сигналы любой частоты (в пределах от 1 до 22000 Гц) и амплитуды. Приложение позволяет проводить замеры белым шумом, розовым шумом (стандартным для акустических измерений) или синусоидальным сигналом. Результаты измерений можно распечатать или сохранить в ячейках памяти, а затем сравнить между собой. Последние версии софта имеют возможность определять импульсные характеристики звуковых сигналов.

Подача входного сигнала на анализатор спектра

Существует несколько способов подачи аудио сигнала на рассматриваемый нами анализатор спектра. Первый способ – взять аудио сигнал с выхода LINE out вашей музыкальной системы/усилителя. Второй способ – взять аудио сигнал с выхода наушников или мобильного телефона.

На следующем рисунке показан пример соединения выхода LINE out усилителя/музыкальной системы с анализатором спектра.

Далее на рисунке показан пример соединения выхода наушников/мобильной системы с анализатором спектра. Когда вы соедините кабель к выходу наушников вы уже не сможете услышать звук с них, поэтому в этом случае, если вы хотите и анализировать спектр сигнала, и слышать сам звук, вам необходимо будет использовать специальный разделитель.

Фактор формы

Анализаторы спектра, как правило, делятся на четыре форм-фактора: настольные, портативные, переносные и сетевые.

Настольный

Этот форм-фактор полезен для приложений, в которых анализатор спектра может быть подключен к источнику переменного тока, что обычно означает лабораторную среду или производственную / производственную зону. Настольные анализаторы спектра исторически предлагали лучшие характеристики и характеристики, чем портативные или портативные форм-факторы. Настольные анализаторы спектра обычно имеют несколько вентиляторов (с соответствующими вентиляционными отверстиями) для отвода тепла, выделяемого процессором . Из-за своей архитектуры настольные анализаторы спектра обычно весят более 30 фунтов (14 кг). Некоторые настольные анализаторы спектра предлагают дополнительные аккумуляторные батареи , позволяющие использовать их вдали от источника переменного тока . Этот тип анализатора часто называют «портативным» анализатором спектра.

Портативный

Этот форм-фактор полезен для любых приложений, где анализатор спектра необходимо выносить на улицу для проведения измерений или просто переносить во время использования. Атрибуты, которые способствуют полезному портативному анализатору спектра, включают:

  • Дополнительное питание от батареи, позволяющее пользователю свободно передвигаться на улице.
  • Четкий дисплей, позволяющий читать на экране при ярком солнечном свете, в темноте или в пыльных условиях.
  • Легкий вес (обычно менее 15 фунтов (6,8 кг)).

Портативный

Портативный анализатор спектра.

Этот форм-фактор полезен для любого приложения, где анализатор спектра должен быть очень легким и небольшим. Ручные анализаторы обычно предлагают ограниченные возможности по сравнению с более крупными системами. Атрибуты, которые способствуют полезному портативному анализатору спектра, включают:

  • Очень низкое энергопотребление.
  • Работа от аккумулятора в полевых условиях, позволяющая пользователю свободно передвигаться на улице.
  • Очень малый размер
  • Легкий вес (обычно менее 2 фунтов (0,9 кг)).

Сетевой

Этот форм-фактор не включает дисплей, и эти устройства предназначены для использования нового класса географически распределенных приложений для мониторинга и анализа спектра. Ключевым атрибутом является возможность подключать анализатор к сети и контролировать такие устройства в сети. Хотя многие анализаторы спектра имеют порт Ethernet для управления, им, как правило, не хватает эффективных механизмов передачи данных, и они слишком громоздки или дороги для такого распределенного развертывания. Ключевые приложения для таких устройств включают системы обнаружения радиочастотного вторжения для защищенных объектов, где беспроводная передача сигналов запрещена. Сотовые операторы также используют такие анализаторы для удаленного мониторинга помех в лицензированных спектральных диапазонах. Распределенная природа таких устройств позволяет определять местоположение передатчиков, осуществлять мониторинг спектра для динамического доступа к спектру и многие другие подобные приложения.

Ключевые атрибуты таких устройств:

  • Эффективная сетевая передача данных
  • Низкое энергопотребление
  • Возможность синхронизировать сбор данных по сети анализаторов.
  • Низкая стоимость для массового развертывания.

Бесплатные VST анализаторы спектра

Всем привет, сегодня представляем вашему вниманию небольшой набор из анализаторов спектра для мониторинга звука ваших инструментов и эффектов.

SPAN от Voxengo

SPAN высокоточный, не требовательный к ресурсам спектральный анализатор от отечественного программиста Алексея Ванеева. Плагин имеет хорошо продуманный и нереально удобный интерфейс, с возможностью изменения масштаба окна. Спектральный анализатор работает в режиме реального времени и использует алгоритм основанный на быстрых преобразованиях Фурье (алгоритм позволяющий сократить время спектрального анализа)

В целом это очень качественный и удобный анализатор с достаточным количеством настроек для отображения данных, и что не мало важно бесплатный

FreqAnalyst от Blue Cat Audio

Blue Cat’s FreqAnalyst это анализатор спектра с высокой степенью разрешения для полного контроля над анализом содержимого вашего аудио сигнала. Его гибко настраиваемый пользовательский интерфейс с функцией «прозрачности» позволяет полностью интегрироваться в вашем аудио приложении, проверить спектр и не закрывая поместить позади. Специально разработанная система определения порога входящего сигнала, поможет вам с легкостью определится с важными частями спектра. Либо вы можете с увеличением масштаба дисплея проверить только интересующую вас часть на графике.

S SpectrumAnalyzer Free от SIR Audio Tools

SpectrumAnalyzer Free бесплатный многоканальный спектра анализатор с возможностью визуализации сигнала с двух звуковых дорожек. Он показывает соотношение громкости и частоты звука, гармоники, ширину полос, а также преобладающие частоты. Плагин в реальном времени может произвести анализ двух источников сигнала рядом друг с другом, что будет крайне полезно при настройке эквализации в случае обнаружения конфликтующих частот. Анализатор также включает в себя аналоговое отображение, FFT и позволяет пользователю настроить мониторинг пиков, время задержки эквализации и анализ RMS.

Sonogram SG-1 от ag-works

Sonogram SG-1 быстрый и подробный спектральный анализ в реальном времени. Плагин немного отличается от других анализаторов, и является на самом деле сонограммой (она же спектрограмма), но по сути это просто другой тип анализатора спектра. Попробуйте воспользоваться им при анализе ваших последних миксов, например, чтобы проконтролировать очень высокие частоты.

The Seeker от Himiltungl Labs

#free #analyzer #spectre #бесплатные_программы

Анализатор спектра вибрации

Анализатор спектра вибрации позволяет анализировать амплитуды вибрации на различных частотах компонентов. Таким образом, вибрация, возникающая на определенных частотах, может быть идентифицирована и отслежена. Поскольку при определенных проблемах оборудования возникает вибрация на определенных частотах, неисправности оборудования могут быть обнаружены или диагностированы. Анализаторы спектра вибрации используют сигнал от датчиков различных типов, таких как акселерометры , датчики скорости и датчики приближения . Использование анализатора спектра вибрации при мониторинге состояния машины позволяет обнаруживать и идентифицировать неисправности машины, такие как дисбаланс ротора, несоосность вала, механический люфт, дефекты подшипников и другие. Анализ вибрации также может использоваться в конструкциях для выявления структурных резонансов или для выполнения модального анализа.

Похожие записи:

В чём отличие проводников от диэлектриков, их свойства и сфера применения Нихромовая нить и особенности ее применения Какой выбрать бензогенератор: топ-13 самых популярных бензиновых генераторов Лампы, применяемые на автомобиле рено логан 2 Эффективно-заземлённая нейтраль Как нарисовать однолинейную схему электроснабжения в автокаде