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計(jì)算機(jī)聲卡雙通道錄音的頻率特性

發(fā)布時(shí)間:2021-11-03 來源:TsinghuaJoking 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】利用計(jì)算機(jī)聲卡作為信號(hào)的捕捉工具,可以獲得比起示波器采集數(shù)據(jù)更加深度存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。使用示波器(DS6104)可以獲得1400點(diǎn)的各種采集頻率的數(shù)據(jù),的確在處理一些數(shù)據(jù)的時(shí)候這個(gè)采集深度比較淺。


測(cè)量了臺(tái)式計(jì)算機(jī)聲卡采集信號(hào)的頻帶寬度,這為之后的實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。


01 聲卡錄音

??

利用計(jì)算機(jī)聲卡作為信號(hào)的捕捉工具,可以獲得比起示波器采集數(shù)據(jù)更加深度存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。使用示波器(DS6104)可以獲得1400點(diǎn)的各種采集頻率的數(shù)據(jù),的確在處理一些數(shù)據(jù)的時(shí)候這個(gè)采集深度比較淺。


為了得知聲卡能夠記錄信號(hào)的范圍,通過實(shí)測(cè)來檢驗(yàn)聲卡采集信號(hào)波形的帶寬,也就是低頻和高頻的截止頻率。


一、采集數(shù)據(jù)典型數(shù)據(jù)


1、采集方波信號(hào)


? ●  信號(hào)參數(shù):

 

???頻率:1kHz

???幅度:±0.5V


2.jpg

圖1.1.1 信號(hào)波形


1635856830202966.png

圖1.1.2 采集聲卡波形


二、采集正弦波形


4.jpg

圖1.1.3 正弦波形


1635856810554940.png

圖1.1.4 聲卡采集到的正弦波形


二、測(cè)量低頻截止頻率


1、采集1Hz波形


1635856794261986.png

圖1.2.1 采集1Hz對(duì)應(yīng)的波形


2、采集2Hz波形


1635856779518409.png

圖1.2.2 采集2Hz對(duì)應(yīng)的波形


3、采集3Hz波形


1635856763938855.png

圖1.2.3 采集3Hz信號(hào)波形


4、采集4Hz波形


9.jpg

圖1.2.4 采集到4Hz信號(hào)波形


5、采集掃頻信號(hào)


? ●  掃頻信號(hào)參數(shù): 


???起始頻率:1Hz

???截止頻率:10Hz

???掃描時(shí)間:10s


10.jpg

圖1.2.5 采集掃描頻率信號(hào)


■ 測(cè)量結(jié)論

??

根據(jù)前面測(cè)量的結(jié)果,可以初步估計(jì)到聲卡采集的低頻截止頻率大約為3 ~ 4Hz。


三、測(cè)量高頻截止頻率


1、測(cè)量掃頻頻率


? ●  頻率掃描參數(shù): 


???起始頻率:10kHz

???截止頻率:100kHz

???掃頻時(shí)間:10s


1635856727505189.png

圖1.3.1 采集到的掃頻波形


? ●  頻率掃描參數(shù): 


???起始頻率:10kHz

???截止頻率:50kHz

???掃頻時(shí)間:10s


1635856711417814.png

圖1.3.2 采集到的掃頻波形

??

通過上面對(duì)應(yīng)的時(shí)長(zhǎng),可以初步測(cè)量到截止頻率為:


13.png


四、直流隔離


通過前面對(duì)于低頻截止測(cè)量,可以看到聲卡具有隔直功能。下面通過具體測(cè)量加以證實(shí)。


1、輸入信號(hào)

??

輸入具有直流分量的正弦波信號(hào)。


? ●  輸入信號(hào)參數(shù): 


???幅值:1Vpp

???頻率:1kHz

???直流偏移量:0.5V


14.jpg

圖1.4.1 具有直流分量的正弦波


2、聲卡采集波形

??

下面是聲卡采集到的波形,可以看到它已經(jīng)沒有了直流偏移量了。


15.jpg

圖1.4.2 聲卡采集到的波形


02 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

??

利用計(jì)算機(jī)的聲卡采集外部輸入的音頻信號(hào)。具體采集軟件使用了Audacity錄音軟件。


通過測(cè)量,可以知道:


●     聲卡的低頻截止頻率大約3Hz;

●     聲卡的高頻截止頻率為10.233kHz;

●     聲卡獲得信號(hào)的交流分量,直流分量被隔離去除掉。


下面使用聲卡記錄了兩路混沌電路產(chǎn)生的信號(hào)波形。


1635856666828596.png


上述信號(hào)在示波器上通過X-Y顯示模式回執(zhí)的軌跡圖像如下動(dòng)圖所示。


1635856652670862.gif


來源:TsinghuaJoking,原創(chuàng):卓晴  



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