Программа ацп для компьютера
Подробные рекомендации по превращению вашего ПК в универсальный аналитический прибор завзятого электронщика. Обзор необходимого ПО.
Современная измерительная аппаратура давно срослась с цифровыми и процессорными средствами управления и обработки информации. Стрелочные указатели уже становятся нонсенсом даже в дешевых бытовых приборах. Аналитическое оборудование все чаще подключается к обычным ПК через специальные платы-адаптеры. Таким образом, используются интерфейсы и возможности программ приложений, которые можно модернизировать и наращивать без замены основных измерительных блоков, плюс вычислительная мощь настольного компьютера.
Кроме того, и расширение возможностей обычного компьютера возможно за счет разнообразных программно-аппаратных средств, — специальных плат расширения, содержащих измерительные АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь). И компьютер очень легко превращается в аналитический прибор, к примеру, — спектроанализатор, осциллограф, частотомер… , как и во многое другое. Подобные средства для модернизации компьютеров выпускаются многими фирмами. Однако цена и узконаправленная специфика не делают это оборудование распространенным в наших условиях.
Но зачем далеко ходить? Оказывается, простой ПК в своей конструкции уже содержит средства, которые с некоторыми ограничениями способны превратить его в тот же осциллограф, спектроанализатор, частотомер или генератор импульсов. Согласитесь, уже немало. К тому же делаются все эти превращения только с помощью специальных программ, которые к тому же совершенно бесплатны и каждый желающий может их скачать в Интернете.
Вы, наверное, зададитесь логичным вопросом — как же в измерениях можно обойтись без АЦП и ЦАП? Никак нельзя. Но ведь и то и другое присутствует почти в каждом компьютере, правда, называется по другому — звуковая карта. А чем не АЦП/ЦАП, скажите, пожалуйста? Это уже давно поняли те, кто написал для нее массу программ, не имеющих никакого отношения к воспроизведению музыки. Ведь обычная звуковая плата ПК способна воспринимать и преобразовывать сигнал сложной формы в пределах звуковой частоты и амплитудой до 2В в цифровую форму со входа LINE-IN или же с микрофона. Возможно и обратное преобразование, — на выход LINE-OUT (Speakers). Таким образом, вы можете работать с любым сигналом до 20 кГц, а то и выше, в зависимости от звуковой платы. Максимальный предел уровня входного напряжения 0,5-2 В тоже не составляет проблемы, — примитивный делитель напряжения на резисторах собирается и калибруется за 15 минут. Вот на таких-то нехитрых принципах и строятся программное обеспечение: осциллографы, осциллоскопы, спектроанализаторы, частотомеры и, наконец, генераторы импульсов всевозможной формы. Такие программы эмулируют на экране компьютера работу привычных для нас приборов, естественно со своей спецификой и в пределах частотного диапазона вашей звуковой платы.
Как это работает? Для пользователя все выглядит очень просто. Запускаем программу, в большинстве случаев такое ПО не нужно даже инсталлировать. На экране монитора появляется изображение осциллографа: с характерным для этих приборов экраном с координатной сеткой, тут же и панель управления с кнопками, движками и регуляторами, тоже часто копирующими вид и форму таковых с настоящих — аппаратных осциллографов. Кроме того, в программных осциллографах могут присутствовать дополнительные возможности, как, например, возможность сохранения исследуемого спектра в памяти, плавное и автоматическое масштабирование изображения сигнала и т.д. Но, конечно же, есть и свои недостатки.
Как подключиться к звуковой карте? Здесь нет ничего сложного — к гнезду LINE-IN, с помощью соответствующего штекера. Типичная звуковая плата имеет на панельке всего три гнезда: LINE-IN, MIC, LINE-OUT (Speakers), соответственно линейный вход, микрофон, выход для колонок или наушников. Конструкция всех гнезд одинакова, соответственно и штекеры для всех идут одни и те же. Программа осциллограф будет работать и отображать спектр и в том случае если снимается звуковой сигнал с помощью микрофона, подключенного к своему входу. Более того, большинство программных осциллографов, спектроанализаторов и частотомеров нормально функционируют, если в это же время на выход звуковой платы LINE-OUT выводится какой-то другой сигнал с помощью другой программы, пусть даже музыка. Таким образом, на одном и том же компьютере можно задавать сигнал, скажем с помощью программы генератора, и тут же его контролировать осциллографом или анализатором спектра.
При подключении сигнала к звуковой плате следует соблюдать некоторые предосторожности, не допуская превышения амплитуды выше 2 В, что чревато последствиями, такими как выходом устройства из строя. Хотя для корректных измерений уровень сигнала должен быть гораздо ниже от максимально допустимого значения, что так же определяется типом звуковой карты. Например, при использовании популярной недорогой платы на чипе Yamaha 724 нормально воспринимается сигнал с амплитудой не выше 0,5 В, при превышении этого значения пики сигнала на осциллографе ПК выглядят обрезанными (рис.1). Поэтому для согласования подаваемого сигнала со входом звуковой карты потребуется собрать простой делитель напряжения (рис.2).
Виртуальный осциллограф РадиоМастер позволяет исследовать переменные напряжения в звуковом диапазоне частот : от 30..50 Гц до 10..20 Кгц по двум каналам с амплитудой от нескольких милливольт до десятков вольт. Перед реальным осциллографом такой прибор имеет преимущества: он позволяет легко определять амплитуду сигналов, запоминать осциллограммы в графических файлах. Недостатком прибора является невозможность увидеть и измерить постоянную составляющую сигналов.
На панели прибора располагаются органы управления, типичные для реальных осциллографов, а также специальные средства настройки и кнопки для работы в режиме запоминания осциллограмм. Все элементы панели снабжены всплывающими комментариями, и Вы легко с ними разберетесь. В скобках комментариев указаны клавиши, дублирующие экранные органы управления.
Специально остановимся лишь на операции калибровки по Y (по напряжению), которую следует произвести после подключения изготовленного Вами кабеля. Подайте на оба входа прибора сигнал известной амплитуды от общего источника (предпочтительно синусоидальной формы с частотой 500..2000 Гц и амплитудой несколько ниже расчетного предела), введите известное значение амплитуды в милливольтах, нажмите Enter, и осциллограф откалиброван. Первоначальная калибровка программы сделана с неким кабелем, соответствующем приведенной схеме.
Программа запоминает все установки и настройки и восстанавливает их при следующем включении.
Характеристики осциллографа в значительной степени зависят от параметров звуковой карты Вашего компьютера. Так со старыми типами карт, у которых частота дискретизации не более 44,1 кГц, частотный диапазон прибора ограничен сверху. Используя имеющийся на панели переключатель частоты дискретизации, опробуйте свою звуковую карту, и остановитесь на наивысшем возможном значении. Уже при 96 кГц можно уверенно рассматривать сигналы до 20 кГц.
Разрядность АЦП установлена равной 16, что обеспечивает достаточно высокую точность.
Диапазон измеряемых осциллографом напряжений определятся резистивными делителями, смонтированными на кабеле (см. схему). При R1 =0 все напряжение поступает на вход АЦП звуковой карты, следовательно можно без искажений рассматривать сигналы амплитудой не более 500..600 мВ. При использовании резисторов указанных на схеме номиналов получается диапазон напряжений до 25 В, что обычно достаточно в любительской практике.
Рекомендуется использовать экранированный провод, и резисторы располагать возможно ближе к разъему звуковой карты компьютера.
Если ваша звуковая карта не имеет линейного входа, используйте вход микрофона, но при этом будет потерян один канал осциллографирования. Не забудьте указать выбранный вход звуковой карты в установках Windows. Соответствующий регулятор громкости установите в положение максимума, регулятор баланса в нейтральное положение.
Программа «PowerGraph» предназначена для регистрации, обработки и хранения аналоговых сигналов, записанных с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП), и позволяет использовать персональный компьютер в качестве обычного ленточного самописца.
Основные функции программы:
- Оцифровка и регистрация аналоговых сигналов в реальном масштабе времени.
- Графическое представление и хранение данных.
- Первичный анализ и обработка записанных данных.
- Импорт и экспорт данных.
Основные возможности и особенности программы:
1. Использование АЦП:
- Подключение любых типов АЦП ;
- Поддержка любых аппаратных и программных настроек АЦП ;
- Использование в качестве АЦП математических генераторов сигналов, системных устройств компьютера и любых других прототипов АЦП, необходимых для регистрации каких-либо параметров.
2. Запись сигналов:
- Независимая настройка параметров для каждого из каналов АЦП;
- Запись сигналов с произвольного набора каналов ;
- Предварительный мониторинг и программная коррекция входного сигнала;
- Поддержка любых скоростей записи ;
- Использование триггеров для начала и остановки записи;
- Блочная система записи;
- Неограниченный размер записи;
- Использование нескольких АЦП для записи одного файла (последовательно).
3. Представление данных:
- Отображение данных для произвольного набора каналов;
- Масштабирование шкал амплитуды и времени;
- Свободное позиционирование данных по осям амплитуды и времени;
- Эффективная система навигации;
- Маркировка графиков с помощью цвета и стиля;
- Определение значений амплитуды и времени на графике.
- Отображение параметров записи (дата, время, скорость, длительность, тип АЦП и т.п.);
- Печать данных «как на экране».
4. Обработка данных:
- Обширный набор функций для математической обработки данных;
- Создание и запись командных файлов для повторного использования алгоритмов обработки данных;
- Генерация новых каналов с рассчетными данными;
- Использование выделения произвольной области данных внутри блока;
- Использование операций редактирования (копирование, вставка, удаление) для области выделения или целого блока;
- Добавление к текущей записи данных из других файлов;
- Указание пользовательской информации для всей записи и для каждого из блоков.
5. Анализ данных:
- Набор статистических и информационных функций ;
- Построение графиков зависимости одного канала от другого;
- Гистограмма распеределения сигнала по амплитуде;
- Построение амплитудно-частотного спектра сигнала.
6. Работа с файлами и экспорт данных:
- Использование собственного формата файлов, разработанного для эффективного хранения аналого-цифровых данных.
- Использование файлов настроек (параметры записи, настройки каналов и т.п.).
- Импорт данных из бинарных файлов.
- Импорт данных из текстовых файлов.
- Импорт данных из звуковых файлов.
- Копирование и сохранение всей записи, отдельного блока или области выделения в текстовом формате.
7. Дополнительные утилиты:
- Digital Voltmeter — для использования АЦП в качестве тестера;
- File Recorder — для записи данных в файл на диске.
Для получения подробной информации смотри соответствующие разделы данного справочного пособия.
Минимальные требования:
- 32-разрядная операционная система Windows (9x, NT, 2000, XP);
- 16 Мб оперативной памяти;
- 5 Мб дискового пространства.
Размер: 1,7 Mb
Стартовый файл — PGraph.exe
Стартовый файл вольтметра — DVolt.exe
Автор: Измайлов Дмитрий Юрьевич
Схема данного генератора построена на чипе Silicon Labs si5351s и графическом ЖК-дисплее от Nokia 5110/3310.
Это универсальный цифровой многовыходной VFO для любительских радиоприемников.
Бесплатная программа для ограничения работы за компьютером -Компьютерный Таймер
Что же это такое: таймер? Это — устройство или программа, отсчитывающая заданное время. Дойдя до заданного момента происходит какое-либо действие: например, выключение компьютера или запуск другой программы.
Компьютерный таймер — это программа, отслеживающая время, которое Вы проводите за компьютером, а также напоминающая — пора отдохнуть :). Сегодня, в век компьютеров это очень важно. Взрослые и дети проводят много времени за компьютером, забывая о обо всём, сидя в статичном положении и зарабатывая себе различные серьёзные заболевания!
Подробнее…
Простая и удобная бесплатная программа для воспроизведения аудиокниг с возможностью автоматического выделения и прослушивания отдельных фраз или слов. Подробнее…
Один комментарий на «Программа для работы с аналоговыми сигналами — PowerGraph»
Ваш комментарий
- НАВИГАТОР -
10-ка лучших статей
-
- 218 645 просм. - 201 851 просм. - 201 574 просм. - 191 407 просм. - 176 290 просм. - 170 524 просм. - 151 959 просм. - 148 951 просм. - 134 973 просм. - 127 698 просм.
Коротко о сайте:
Мастер Винтик. Всё своими руками! - это сайт для любителей делать, ремонтировать, творить своими руками! Здесь вы найдёте бесплатные справочники, программы.
На сайте подобраны простые схемы, а так же советы для начинающих самоделкиных. Часть схем и методов ремонта разработана авторами и друзьями сайта. Остальной материал взят из открытых источников и используется исключительно в ознакомительных целях.
Вы любите мастерить, делать поделки? Присылайте фото и описание на наш сайт по эл.почте или через форму.
Программы, схемы и литература - всё БЕСПЛАТНО!
Набор стандартных программ для АЦП:
- ADCLab – программа осциллограф спектроанализатор (Читать полное руководство к программе ADCLab)
- Saver2 – программа самописец (Читать полное руководство к программе Saver2)
- Viewer – программа просмотра бинарных данных в виде графика (Читать полное руководство к программе Viewer)
- Converter - программа конвертации бинарных данных в текстовый вид (*.txt, *.csv) (Читать полное руководство к программе Converter)
Программа для управления ЦАП (ГСПФ-051,ГСПФ-052,ГСПФ-053):
Генератор (генератор спекта, генератор импульса, генератор сигналов)
Назначение программ:
- ADCLab – программа позволяет просматривать сигналы в режиме осциллографа (рис. 2). Есть возможность отображения спектра сигнала (рис. 1), а так же вычисления параметров сигнала, таких как максимум, минимум, среднее значение. Сбор данных происходит в кадровом режиме (не непрерывный). Каждый кадр выводится на экран в реальном времени.
Рис. 2. Основной экран программы осциллографа-спектроанализатора (ADCLab)
Очень удобной возможностью программы является цифровой зуммер, он позволяет просмотреть мелкие сигналы в увеличенном виде. Для плат, не поддерживающих аппаратную синхронизацию, предусмотрена программная синхронизация. Для плат с аппаратной синхронизацией имеются подробные настройки предыстории и уровня синхронизации. Для удобства просмотра можно задать цвет и количество каналов для отображения на экране. Коэффициенты усиления задаются раздельно по каждому каналу. Сигналы можно сдвинуть по амплитуде относительно друг друга. Очень удобной возможностью программы является режим постсвечения сигнала. Есть возможность сохранить сигнал в файл.
- Saver – программа позволяет записывать сигнал с низкочастотных плат на диск длительное время. Критерием остановки может быть время сбора, количество собранных данных или свободное место на жестком диске. Важно отметить, что сбор данных производится в непрерывном режиме, поэтому данная программа работает только с низкочастотными платами. При сборе данных происходит примитивная визуализация сигнала, без возможности масштабирования по оси Y, хотя цифровой зуммер также работает. Основное окно программы представлено на рис. 3, окно визуализации представлено на рис. 4.
Рис. 3. Основное окно программы самописца
Рис. 4. Окно визуализации программы самописца
- Viewer – с помощью этой программы можно просмотреть данные, записанные двумя перечисленными до этого программами в виде графика. Имеется возможность задать произвольные единицы по оси Y. По оси Х возможно отображение как в отсчетах, так и во времени (секунды, миллисекунды, часы). Через программу можно просматривать сигнал, снятый с нашей платы и записанный через одну из наших программ (ADCLab, Saver2). Пример работы программы представлен на рис. 5.
Рис. 5. Окно программы просмотра записанных сигналов (Viewer)
- Converter – программа конвертирует данные из двоичного формата в текстовый формат, удобный для просмотра в текстовом редакторе. Есть возможность конвертировать данные в CSV формат для открытия в Excel. Настройка входного формата файла производится автоматически, если есть сопровождающий информационный файл, который генерируется нашими программами. При утере этого файла есть возможность произвести настройки вручную. Окно программы представлено на рис. 6.
Рис. 6. Окно программы конвертации данных (Converter)
2. Порядок установки программного обеспечения
3. Программирование устройств
В состав программного обеспечения также входит пакет для разработчиков программного обеспечения (SDK - Software Development Kit). В него входят документация по программированию наших устройств, заголовочные файлы и примеры программирования на языках С++/VB/Pascal/LabView. Для программирования устройств на языке C (например, в среде LabWindows CVI) поставляется библиотека UniDriver, которая позволяет обойти необходимость работать с классами.
Архитектура программного обеспечения для работы с платами состоит из 3-х уровней:
- Аппаратный драйвер
- Драйвер абстракции
- Прикладное программное обеспечение
Схема архитектуры представлена на рисунке 7.
Рис. 7. Архитектура программного обеспечения, работающего с платой сбора данных
Для программирования устройства важно понимать принципы взаимодействия между драйверами абстракции и прикладной частью. Взаимодействие происходит через интерфейс IADCDevice. Его важнейшими функциями являются:
- Setup –подключение к физическому устройству
- Init –инициализация параметров измерения
- Start –запуск измерение
- Stop – остановка измерения
- Get – с помощью этой функции можно получить или установить дополнительные параметры измерения
Полное руководство по программированию устройств доступно после установки SDK. Есть возможность изготовления программного обеспечения на заказ или адаптирования стандартного ПО.
Позволяет преобразовывать данные результатов измерений записанных с помощью регистратора L-Graph для дальнейшей математической обработки в программе MatLab
Многоканальный самописец - регистратор "PowerGraph". Программа предназначена для регистрации, обработки и хранения аналоговых сигналов и позволяет использовать персональный компьютер в качестве ленточного самописца. Windows'NT/9x/2000/XP.
Комплекс автоматизации экспериментальных и технологических установок "ACTest". Предназначен для визуализации, архивации и обработки данных в реальном времени. Windows.
Осциллограф - регистратор " Oscilloscope v.2.51 ". Программа позволяет использовать персональный компьютер в качестве осциллографа, спектранализатора и регистратора различных сигналов частотой от 0.1 Гц до 22 кГц . В качестве АЦП используется звуковая карта ПК. Для согласования сигнала с входным напряжением звуковой карты используется специальный адаптер. Программа совместима со всеми системами Windows 9x/2000/XP.
Осциллограф - регистратор " Scope30 ". Программа позволяет использовать персональный компьютер в качестве осциллографа, спектранализатора и регистратора различных сигналов частотой от 0.1 Гц до 22 кГц . В качестве АЦП используется звуковая карта ПК. Для согласования сигнала с входным напряжением звуковой карты используется специальный адаптер. Windows 9x/2000/XP.
Программы на языке MatLab. Программы позволяют использовать различные функции языка МАТЛАБ для обработки оцифрованных сигналов. В программе реализованы различные цифровые фильтры для выделения из сигналов информативных частотных полос, функция построения спектрограммы, вейвлет- преобразования, построение спектров сигнала, выделение огибающей сигнала, построение спектра огибающей, определение СКЗ сигнала, пиков и пр. Программа имеет открытый код и может быть оперативно доработана под конкретные нужды исследователя. Программы работают в математической среде MATLAB 6.0 и выше.
Контактная информация:
Тел: (095) 542-17-02 (с 10 до 23)
А дрес: 12080, Россия, Москва, Волоколамское шоссе, д.11 , каф. ТОПХ (кабинет 2-02). ( М. Сокол, трамвай №23 до ост Пищевой и Авиационный институты) карта.
Читайте также: