Computer-aided Measuring System for Acoustics and Electronics

Sound Frequency Generator

Real-Time Multi-Channel FFT Spectrum Analyzer

Multi-Channel & Multi-Tone
Audio Frequency Sweep Generator

Produces signals by the instrumentality
of any PC sound card

Read more about Sound Generator  
Journal article about this Sweep Generator

Download Audio Generator (~ 600 kb)

Spectrum Analyzer - OscilloMeter is a Set of Real-Time Multi-Channel Gauges
acquires data from any ADC by order or 16-, 24- and 32-bit ADC of sound card.

FFT Spectrum Analysis DC voltmeter Effective Number Of Bits
OscilloScope Total Power Total Harmonic Distortion
Frequency counter Signal-to-Noise Ratio Inter-Modulation Distortion
AC Peak voltmeter Signal to Noise and Distortion Ratio Phase Shift and Group Delay
AC RMS voltmeter Spurious-Free Dynamic Range Amplitude Distribution

Download Spectrum Analyzer - OscilloMeter (~ 1 Mb)

Discrete Acoustics Lab ® = Audio Frequency Sweep Generator and Spectrum Analyzer in one package Download ( ~ 1.5 Mb )
Alternative download links

Programs run in Windows 95/98/NT/200X/XP/Vista/7/8 (32|64). Now ready for localization.
WDM, Kernel Streaming, WASAPI and ASIO drivers are supported.

3d2f.com: "Audio Multi-Channel Generator is a compact, yet highly sophisticated tool for adjusting and measuring audio equipment parameters."
3d2f.com: "If you are seeking a professional spectrum analyzer to be used on your PC, you should definitely check out OscilloMeter – Spectrum Analyzer!"

<<< In Lab with Computer. Hardware-specific Software. >>>

Spectrum Analyzer Icon

  OscilloMeter - Spectrum Analyzer for real-time v.7.41  
  • Works by algorithm of Fast Fourier transform (FFT).
  • Size of the FFT block is up to 224 samples of an input signal.
  • Processing the overlapped time series of samples of input signals for combination of the analysis high resolution both in time and on frequency simultaneously.
  • Spectrum analysis uses different smoothing windows (more than 90 types) for weighting of input signals in time domain.

Special modes of dual-channel FFT spectral analysis:

  • Separate channels spectra.
  • Spectra of digital sum and difference of signals of two channels.
  • Spectrum of digital product of signals of two channels.
  • Spectrum of digital difference of original signal and its fundamental.
  • Spectrum of digital product of original signal and its fundamental. Use for jitter analysis and measurement.
  • Real Transfer Function as Ratio of power of corresponding spectral components versus frequency.
  • Complex Transfer Function as Vector ratio of corresponding spectral components versus frequency.
  • Cross Spectrum as product of left channel spectrum and complex conjugate right channel spectrum.
  • Coherence Function.
  • All above items can be represented by special 3-d spectra versus time view (waterfall).

Program Measures Signal Parameters

Mode Range Inaccuracy of calculation
FFT Spectral Analysis 190 dB
0...FS / 2
0.01 dB
2-24 FS Hz
OscilloScope 0...Full Scale 1 LSB
Frequency counter 0...FS / 2 5·10-8 …5·10-7 of value
AC Peak voltmeter 190 dB 0.01 dB
AC RMS voltmeter 190 dB 0.01 dB
DC voltmeter ADC Full Scale 1 LSB
Total Power 190 dB 0.01 dB
Signal-to-Noise Ratio (SNR) 190 dB 0.05 dB
Signal-to-Noise and Distortion (SINAD) 190 dB 0.05 dB
Spurious-Free Dynamic Range (SFDR) 190 dB 0.05 dB
Effective Number Of Bits (ENOB) 0...Full Scale 0.1 bit
Total Harmonic Distortion (THD) 190 dB 0.1 dB
Inter-Modulation Distortion (IMD) 190 dB 0.1 dB
Phase Shift ±180° 0.0001°
Group Delay

±1/2(f1-f2)

0.1 %

Amplitude Distribution 0...100% 1 LSB

Additional Program Features

  • The obtained data and results of Spectral Analysis can be saved to files or clipboard.
  • Oscilloscope modes (for dual-channel ADC) are: original signals, sum, difference, dependence of one channel on another, dependence of channels sum on channels difference (stereo-meter), amplitude distribution of input signals.
  • Spectrum analyzer provides averaging of results of some sequential FFT: equally weighted - scalar or vector; exponentially weighted - scalar. Number of averaging transforms is from 2 up to 20 or infinite.
  • Spectrum analyzer provides measurement of power in fractionary-octave bands: from entire octave to its 1/96 part.
  • The parameters of noise and distortion in audio range can be calculated according to the subjective perception. The weighing is made under the recommendations of International electrotechnical commission (IEC-A,B,C,D), International Radio Consultative Committee (Consultative Committee on International Radiocommunications - CCIR-468-2/DIN45405) or ANSI/IEEE743-1384.
  • Synchronization of Spectrum analyzer is independent from the oscilloscope.
  • Spectrum analyzer can display holding or decaying maximum values of real-time spectra.
  • Indication of ADC input overload (clipping).
  • The OscilloMeter - Spectrum analyzer demo works with ADC of a sound card and is a fully functional copy of the program with one exception that input time is limited to 15 seconds after each "Start" button click.
  • The registration removes demonstration limitation of the OscilloMeter - Spectrum analyzer. See Help (F1)->Registration for details.

 

Multi-Channel Audio Frequency Sweep Generator Icon   Multi-Channel Audio Frequency Sweep Generator v.5.41  
  • Is intended for adjusting and measuring parameters of audio equipment.
  • Works with 16-, 24- and 32-bit sound cards at sampling rate ( FS ) up to 400 kHz. WDM, Kernel Streaming, WASAPI and ASIO technologies are supported.
  • Real-time signal synthesis.

Produced Signals

  • Single Sinusoidal wave form.
  • Up to eight independent oscillatory processes per each channel with separate frequency, initial phase and amplitude controls and adjustable noise pad.
  • Sweep frequency sinusoidal signals in independent channels with separately adjustable span and sweep rate in a linear or logarithmic time scale.
  • Sine Burst of adjustable duration with the raise and the fall synchronous to the carrier.
  • Square waveform signals.
  • Phase-modulated sinusoidal signals.
  • Amplitude-modulated sinusoidal signals.
  • Digital mixing of output channels.

Noise Generator Modes

  • Dithering – addition of white noise with uniform or triangular amplitude distribution and value of 1/2 or 1 least significant bit (LSB) to output signal.
  • White noise with uniform, triangle or normal distribution.
  • Pink noise with spectral density of 1/f.
  • Brownian noise with spectral density of 1/f2.

Additional Program Features

  • DAC clock frequency shift compensation.
  • Writing signals to file on hard disk.
  • Cyclic playing of written files.
  • Half-tone frequency step.
  • Rounding to the nearest frequency coherent to Spectrum Analyzer-Oscillometer FFT.
  • Synchronous Start/Stop under control of Spectrum Analyzer.
  • "Remote control" from other user applications. Download example.

Sinusoidal Signal Parameters

Maximum number of channels 8
Frequency Span 0.001 Hz ... FS / 2
Frequency control step 0.00001 %
Level control span (in 24-bit mode) 0…-145 dB
Level control step 0.001 dB
Phase shift control span ±360°
Phase shift control step 0.001°
Frequency sweep period 0.001…9999 s
Total Harmonic and Inter-Modulation Distortion
in 24-bit mode without DAC contribution
-145 dB
  • Total Harmonic and Inter-Modulation Distortion, high precision and stability of a frequency is limited only to quality of the used sound card.
  • The Multi-Channel Audio Frequency Generator demo is completely functional, but the time of sounding is limited to 15 seconds after each clicking of the "Start" button.
  • The registration removes demonstration limitation of the Multi-Channel Audio Generator. See Help (F1)->Registration for details.

Frequently Asked Questions

Each program is provided "AS-IS". No warranties of any kind, expressed or implied, are made as to it or any medium it may be on. Any remedy for indirect, consequential, punitive or incidental damages arising from it, including such from negligence, strict liability, or breach of warranty or contract, even after notice of the possibility of such damages will not be provided.

Oleg Ya. Shmelyoff

27 March 2013 - Moscow, Russia

 

Rambler's Top100 E-Books Amateur Astronomer Archive The Programs We Take Forum "Measurement & Computer" New Articles


Компьютерный измерительный комплекс для акустики и электроники

Генератор качающейся частоты

БПФ Анализатор спектра реального времени

Многоканальный многотоновый звуковой генератор качающейся частоты
синтезирует электрический сигнал посредством любой стандартной звуковой карты

Анализатор спектра - Осциллометр - многоканальный многофункциональный измерительный комплекс реального времени
работает с АЦП по заказу или с 16-, 24- , 32- битным АЦП стандартной звуковой карты.
Подробнее о программе Анализатор спектра.

БПФ спектральный анализ Вольтметр постоянного тока Эффективная разрядность
Осциллограф Мощность Фазометр, Групповое запаздывание
Частотомер Отношение сигнал / шум Интермодуляционные искажения
Пиковый вольтметр переменного тока Отношение сигнал / (шум + искажения) Гармонические (нелинейные) искажения
Среднеквадратичный вольтметр переменного тока Динамический диапазон Плотность амплитудного распределения


Лаборатория Дискретной Акустики ® = звуковой генератор качающейся частоты + анализатор спектра в одном пакете.
Загрузить ( ~ 1.5 Mb )

Программы работают в Windows 95/98/NT/200X/XP/Vista/7/8 (32|64). Теперь и на русском языке.
WDM, Kernel Streaming, WASAPI и ASIO драйверы поддерживаются.

<<< В лаборатории с компьютером - другие программы >>>

Spectrum Analyzer Icon Осциллометр - Анализатор спектра реального времени v.7.41 
  • Использует алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ).
  • Размер БПФ блока до 224 выборок входного сигнала.
  • Обрабатывает перекрывающиеся во времени последовательности выборок входного сигнала для сочетания высокой разрешающей способности спектрального анализа по времени и частоте одновременно.
  • Использует различные сглаживающие окна (более 90 типов) для взвешивания входного сигнала во временной области.

Многоканальный спектральный анализ

  • Раздельные спектры каналов;
  • Спектры цифровой суммы и разности сигналов двух каналов;
  • Спектр цифрового произведения сигналов двух каналов;
  • Спектр цифровой разности исходного сигнала и его основной гармоники;
  • Спектр цифрового произведения исходного сигнала на его основную гармонику, используется для анализа и измерения джиттера;
  • Действительная передаточная функция - отношение мощностей соответствующих компонент спектров двух сигналов в зависимости от частоты;
  • Перекрестный спектр как произведение спектра одного канала на комплексно сопряженный спектр другого канала;
  • Комплексная передаточная функция - векторное отношение соответствующих компонент спектров двух сигналов в зависимости от частоты. Дополнительно вычисляется функция когерентности.
  • Временные зависимости всех вышеперечисленных спектров сигналов могут быть дополнительно отображены в виде поверхности в координатах время-частота-амплитуда на специальной трехмерной графической панели.

Программно-измеряемые параметры входного сигнала.

Режим Диапазон Погрешность вычислений
БПФ спектральный анализ 190 dB
0...FS / 2
0.01 dB
2-24 FS Hz
Осциллограф 0...Full Scale 1 LSB
Частотомер 0...FS / 2 5·10-8 …5·10-7 of value
Пиковый вольтметр переменного тока 190 dB 0.01 dB
Среднеквадратичный вольтметр 190 dB 0.01 dB
Вольтметр постоянного тока Full Scale 1 LSB
Мощность 190 dB 0.01 dB
Отношение сигнал / шум 190 dB 0.05 dB
Отношение сигнал / (шум + искажения) 190 dB 0.05 dB
Динамический диапазон 190 dB 0.05 dB
Эффективная разрядность 0...Full Scale 0.1 bit
Гармонические искажения 190 dB 0.1 dB
Интермодуляционные искажения 190 dB 0.1 dB
Фазометр ±180° 0.0001°
Групповое запаздывание ±1/2(f1-f2) 0.1 %
Плотность амплитудного распределения 0...100% 1 LSB

Средства регистрации результатов спектральных измерений:

  • автоматическая запись результатов измерений мультиметра на жесткий диск компьютера в формате, совместимом с электронными таблицами Excel, во время всего сеанса работы;
  • сохранение численных и графических данных спектрального анализа в файлы или буфер обмена для их последующего документирования;
  • запоминание в процессе измерений до восьми произвольно выбираемых спектрограмм в каждом из каналов и их одновременное совместное отображение на экране;
  • печать графических результатов.

Дополнительные программные возможности:

  • режимы осциллографа: исходные сигналы, сумма, разность, зависимость одного канала от другого, зависимость суммы двух каналов от их разности (стереогониометр), амплитудное распределение входных сигналов.
  • использование открытого по постоянному току, с автоматической или ручной настройкой корректирующего смешения нуля, или закрытого входа;
  • измерение мощности в дробно-октавных полосах с градациями от полной октавы до её 1/96 части;
  • вычисление параметров шумов и искажений в звуковом диапазоне с учетом субъективного восприятия. Взвешивание производится по рекомендациям Международной электротехнической комиссии (IEC-A,B,C,D) или Международного консультативного комитета по радиовещанию (CCIR-468-2 / DIN45405);
  • усреднения результатов БПФ: равновзвешенное по реализациям (скользящее среднее) – скалярное или векторное; экспоненциально взвешенное по реализациям - скалярное. Количество усредняемых реализаций от 2 до 20 или бесконечное.
  • запоминание пиковых значений спектра: фиксированное или с затуханием во времени;
  • индикация перегрузки АЦП входным сигналом;
  • ждущий режим;
  • независимая синхронизация анализатора спектра и осциллографа;
  • синхронизация запуска и остановки, а также согласование формата данных совместно работающего цифрового генератора синусоидальных и шумовых сигналов звуковой частоты (см. ниже);
  • произвольное или полуавтоматическое масштабирование полученных графических результатов;
  • автоматическое сохранение всех без исключения настроек текущего сеанса работы в специальном файле конфигурации для их последующего использования.
  • Демонстрационная версия Осциллометра - Анализатора спектра работает с АЦП стандартной звуковой карты и полностью функциональна за исключением того, что время непрерывного ввода сигнала ограничено 15 секундами после каждого нажатия кнопки "Start".
  • Регистрация снимает демонстрационное ограничение Осциллометра - Анализатора спектра. Подробности в файлах помощи Help (F1) -> Регистрация.
  • В дальнейшем:
  • Определение добротности колебательных систем по их резонансной характеристике.
  • Измерение параметров затухающих колебаний.

.

Multi-Channel Audio Frequency Sweep Generator Icon Многоканальный генератор сигналов звуковых частот v.5.41
  • Предназначен для настройки и измерения параметров электронно-акустической аппаратуры.
  • Работает с 16- , 24- и 32-битными звуковыми картами с частотой дискретизации ( FS ) до 400 кГц. WDM, Kernel Streaming, WASAPI и ASIO технологии поддерживаются.
  • Синтезирует все сигналы в реальном времени.

Виды синтезируемых сигналов:

  • Синусоидальная форма выходного сигнала;
  • Синусоидальный сигнал качающейся частоты с прямой и обратной зависимостью частоты от времени, в линейном или логарифмическом масштабе времени;
  • Восемь независимых синусоидальных компонент выходного сигнала с раздельной установкой частоты, начальной фазы и амплитуды плюс шумовая составляющая;
  • Радиоимпульс, фронт и спад которого синхронизированы с синусоидальной несущей;
  • Фазовая модуляция синусоидального сигнала;
  • Амплитудная модуляция синусоидального сигнала;
  • Прямоугольный импульс с раздельно регулируемыми длительностью и периодом.

Генератор шума:

  • Добавление к выходному сигналу белого шума (dithering) с треугольным или равномерным распределением по амплитуде, и амплитудой равной, соответственно, 1 или 1/2 младшего значащего разряда (МЗР) ЦАП.
  • Белый шум с равномерным, треугольным или нормальным распределением по амплитуде и регулируемым уровнем.
  • Розовый шум со спектральной плотностью вида 1/f.
  • Броуновский шум со спектральной плотностью вида 1/f2.

Дополнительные программные возможности:

  • компенсация частотной погрешности тактового генератора ЦАП;
  • запись синтезированного сигнала на диск для последующего воспроизведения;
  • циклическое воспроизведение волнового файла вместо непосредственного синтеза;
  • полутоновый шаг установки частоты в соответствии с равномерно темперированным музыкальным строем;
  • округление частоты до когерентной быстрому преобразованию Фурье в анализаторе спектра;
  • синхронизация запуска и остановки генерации, а также согласование формата данных при совместной работе с компьютерным анализатором спектра;
  • внешнее (со стороны других программ) управление основными функциями генератора и параметрами синтезируемого сигнала; загрузить пример;
  • сохранение всех без исключения настроек текущего сеанса работы, включая редактируемый список предустановленных сигналов, в файле на жестком диске для их последующего использования.

Основные параметры программного генератора в режиме синтеза синусоидальных сигналов :

максимальное число выходных каналов 8
диапазон генерируемых частот 10-3 Гц … Fs / 2
относительный шаг установки частоты 10-7…10-6
диапазон регулировки уровня (в 24-битном режиме) 0…-145 дБ
шаг установки уровня (в диапазоне 0…-100 дБ) 0.001 дБ
диапазон регулировки начальной фазы ±360°
шаг установки начальной фазы 0.001°
период качания частоты 0.001…9999 с
гармонические и интермодуляционные искажения
в 24-битном режиме и без учета нелинейности ЦАП
–145 дБ
  • Коэффициент нелинейных и интермодуляционных искажений, точность, стабильность и диапазон частот выходного сигнала ограничены только типом используемого ЦАП
  • Демонстрационная версия многоканального генератора звуковой качающейся частоты полностью функциональна, но время звучания ограничено 15 секундами после каждого нажатия кнопки "Start".
  • Регистрация многоканального генератора звуковой качающейся частоты снимает демонстрационное ограничение. Подробности в файлах помощи Help (F1) -> Регистрация.

Часто задаваемые вопросы

Программы распространяются по принципу "как есть". При этом не предусматривается никаких гарантий, явных или подразумеваемых. Вы используете программы на свой собственный риск. Ни автор, ни его уполномоченные агенты не несут ответственности за потери данных, повреждения, потери прибыли или любые другие виды потерь, связанные с использованием (правильным или неправильным) этих программ.
Олег Яковлевич Шмелёв
27 марта 2013 - Москва, Россия

 

English Астроному - любителю Архив Новые статьи Полный список работ Книжная полка Программы, которые мы выбираем Конференция "Измерения и компьютер"

 

Rambler's Top100 ФОБОС: погода в г.Москва $ Gold Медицинская техника
Медицинская техника - Производство и продажа
Производство и продажа

 

     

IPping - сетевые онлайн утилиты, определение ip-адреса