Осцилограф

Categories: 

Демонстраційний осцилограф

«Демонстраційний осцилограф» – комп’ютерний аналог традиційного електронного осцилографа. Прилад складається з двох функціональних модулів: осцилографа та генератора сигналів звукової частоти. Апаратною частиною осцилографа є звукова карта комп’ютера. За допомогою цього приладу можна вивчати електричні сигнали отримані від зовнішніх пристроїв,  генерувати електричні коливання звукової частоти, подавати їх до зовнішніх електричних кіл  вивчаючи їхній вплив на параметри електричних сигналів.  Розглянемо версію продукту 2.02. Інтерфейс програми зображено на Рис. 1

Рис. 1

Основні відміни від попередньої версії:
– вхідні сигнали можна подавати на два окремих входи;
– окрім розгортки в часі з’явилась можливість подавати сигнали на входи „Х” та „У”;
– одноразова розгортка. Новий режим відкриває можливість вивчати неперіодичні електричні процеси. Пуск розгортки може здійснюватися вручну, та за приходом до  входу  першого імпульсу достатньої амплітуди;
– сітка екрану має квадратні клітинки, що поліпшує роботу з симетричними сигналами на входах „Х” та „У”;
– генератор сигналів звукової частоти має два самостійних канали, з незалежними органами керування. До органів керування додано регуллятори  фази сигналу.

Настроювання та робота з програмою. „Осцилограф”.

Перед початком роботи з програмою треба вибрати необхідні режими роботи звукової карти. Якщо в правому нижньому куті Вашого комп’ютера є піктограмка регулятора гучності, наведіть на неї курсор миші і натисніть праву кнопку. З повідомлень „Настроювання аудіопараметрів” та „Відкрити регулятор гучності” виберіть останній натисканням на ньому лівої кнопки миші, після цього на екрані з’явиться регулятор гучності пристроїв в режимі відтворення звуку. Лівий регулятор встановлює спільну гучність всіх пристроїв, останніми регуляторами встановлюють необхідні для комфортного звучання рівні гучності пристроїв відтворення звуків.   Для роботи нашого пристрою необхідно активізувати „Спільну гучність”, та „Звук” і встановити обидва регулятори приблизно в середнє положення, як показано на Рис. 2. Всі інші пристрої відтворення можна відключити.

Рис. 2

Перейдемо до налагодження вхідних кіл звукової карти. В лівому верхньому куті цього ж вікна лівою кнопкою миші натисніть кнопку „Параметри”, виберіть „Властивості” , а  у вікні „Мікшер” із випадаючого списку виберіть „Input” (Рис. 3), потім встановіть галочки у списку обраних пристроїв і натисніть кнопку „Ok”

Рис. 3

Після виконання останніх дій можна буде побачити регулятори рівня запису пристроїв,  сигнали з яких можна буде виводити на екран осцилографа (Рис. 4).

Рис. 4

Зазвичай ми маємо можливість вибирати „лінійний вхід”, „мікрофон”, та „стереомікшер”. „Лінійний вхід” забезпечує підключення двох різних сигналів від зовнішніх пристроїв на різні входи 1,2 – (L,R) та відображувати дані на осях  (Х,У) екрану „Осцилографа”. Підключення здійснюється через гніздо лінійного входу (Line in) звукової карти комп’ютера. Мікрофонний вхід є більш чутливим, але забезпечує роботу тільки з одним сигналом, який можа з’єднати з будь-яким входом  „Осцилографа”. Підключення сигналу до комп’ютера здійснюється через гніздо підключення мікрофона (Mic). Останній вхід. „Стереомікшер” забезпечує роботу „Осцилографа” у віртуальному режимі. Він дозволяє подати сигнали з пристроїв які входять до складу комп’ютера на вхід звукового процесора за допомогою внутрішніх зв’язків.
Наведемо приклади використання „Осцилографа”. На Рис. 1 відображено вигляд інтерфейсу програми, коли на обидва входи (1,2)  підключено сигнали, отримані з генераторів цього ж пристрою. З органів настроювання генераторів видно, що частоти та амплітуди сигналів ідентичні, а фази відрізняються на 90 градусів.. Осцилограму  суми тих самих сигналів з однаковими фазами показано на Рис. 5.

Рис. 5

Змінимо частоту генератора 2 з 440 на 330 Гц. На екрані з’явиться діаграма показана на Рис. 6.

Рис. 6

Існує  два способи отримання такх результатів. У віртуальному режимі, у вікні пристроїв запису звуку потрібно вибрати „Стерео мікшер”, як показано на Рис. 4.  В реальному режимі сигнал з виходу звукової карти слід подати на її лінійниїй вхід за допомогою шнура з стерео штеккерами діаметром  3,5 мм на обох кінцях. В цьому випадку слід переключити пристрій запису зі „Стерео мікшера” на „Лінійний вхід” Рис. 4 В зовнішнє коло можна включати різні пристрої, які є компонентами експериментальних установок. Як видно з прикладів, осцилограми відображені на Рис. 1, Рис. 5, Рис. 6 отримані шляхом підключення водночас двох досліджуваних сигналів, значення одного відображується на осі Х, іншого на осі У.  Режим розгортки сигналу в часі стає доступним при відключенні входів Х. Цей режим роботи  осцилографа є більш традиційним в техніці.  У випадку використання данного пристрою, в режимі розгортки сигнали можна подавати на обидва входи „У”. Сигнали в цьому випадку будуть додаватися. Приклад  роботи  „Осцилографа” з одним неперіодичним сигналом приведено на .Рис. 7

Рис. 7

Досвід роботи з попередньою версією продукту вказує на залежність результатів від якості звукової карти. Деякі дешеві інтегоровані звукові карти призводять до некоректної роботи органів керування „Осцилографа”, та спотворюють досліджуваний сигнал. Зокрема, регулятор підсилення сигналу зміщує положення кривої сигналу на екрані осцилографа. Такі звукові карти мають ще одну ваду: у них лише один одноканальний вхід „мікрофон”, що не дає можливості вивчати два сигнали водночас (За виключенням віртуального режиму роботи).
Контроль якості налаштування приладу можна здійснити в режимі, відображеному на Рис. 5 При таких положеннях органів керування, за допомогою регуляторів балансу та рівня запису вибраного пристрою, змінюють кут нахилу лінії сигналу відносно осі Х, який має бути  -45  градусів. В деяких випадках, при вказаних налаштуваннях, сигнал на екрані „Осцилографа” з’являється у вигляді еліпса. Недолік зумовлений якостью звукової карти і призводить до невідповідності шкал регулювання фази сигналів на декілька градусів.


Завантажити:

  Інструкція користування демонстраційним осцилографом (1 011,0 KiB, 69 hits)