Звуковой анализатор спектра
Статус темы: Закрыта.
Программа представляет собой Open Source амплитудно-частотный звуковой анализатор, действующий в режиме реального времени.
Frequency Analyzer работает с любыми звуковыми колебаниями, включая человеческий голос, выполняя над ними быстрое преобразование Фурье и разбивая их на частотные составляющие.
Когда микрофон преобразует звук в напряжение, звуковая карта работает как очень быстрый цифровой вольтметр, измеряющий напряжение от 11025 до 44100 раз в секунду (в программе можно самостоятельно установить число измерений в секунду). Каждый замер преобразуется в восьми- или шестнадцатиразрядное число. Шестнадцатиразрядные числа позволяют проводить более точный анализ слабых сигналов. В результате выборки удается получить ряд чисел. Они воссоздаются в виде синусоиды в рабочем окне программы под названием «Wave». Помимо этого любой звук может быть показан в виде комбинации синусоидальных волн различных частот. Математически это разделение на составляющие частоты называется преобразованием Фурье. Лучший из всех возможных алгоритмов называется быстрым преобразованием Фурье. Таким образом, окно программы «Frequency Spectrum» показывает спектральный состав звука.
В программе можно выбирать количество замеров, которые будут включены в одно преобразование Фурье. Чем больше замеров, тем больше частот может быть обнаружено в спектре. При изменении этого значения в Frequency Analyzer, график будет меняться.
Для тех, кто хотел бы делать подобные программы самостоятельно, разработчики представили исходный алгоритм быстрого преобразования Фурье, созданный на C + +. Использовать его можно свободно в любом коммерческом программном обеспечении. Также в дистрибутив программы по многочисленным просьбам включен учебник о том, как работать с сигналами, поступающими на микрофон, с помощью Win32 API, полный исходный код Frequency Analyzer и учебник по физике звука. Работает данный программный пакет без инсталляции. Для работы программы необходимо иметь микрофон и звуковую карту.
Количество вычислений преобразований Фурье в секунду можно настроить с помощью параметра программы «Speed (FFT"s per sec)». Однако разработчики предупреждают, что менять эти значения следует с особой осторожностью, поскольку медленные процессоры могут не успевать обрабатывать все присылаемые звуковой картой значения. Это приведет к зависанию компьютера.
Программа Frequency Analyzer была разработана компанией Reliable Software в 1996 году. Это союз четверых независимых программистов двое из которых проживают в Сиэтле, США (Бартош Милевский и Дебби Эрлих) , а двое в Гданьске, Польша (Веслав Калкус и Петр Трояновски). Основной целью своей деятельности компания объявляет борьбу с низким качеством программного обеспечения. Работы по созданию программ проходят удаленно в реальном времени через Skype. Авторы уже создали ряд учебных пособий для Windows и онлайн книгу по программированию, ведут блог, посвященный многопоточному программированию и справочник по Windows API.
Интерфейс приложения английский, русификатора нет. Однако из-за минимального количества настроек разобраться в программе не представляет труда.
Frequency Analyzer работает на персональных компьютерах под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows, начиная с версии Windows 98.
Распространение программы: Freeware (бесплатная)
Работающий на базе устройства Quattro, ACE обеспечивает 32-разрядную с плавающей запятой цифровую обработку сигналов с частотой выборки до 204.8 кГц на всех каналах одновременно. Все входы подсоединяются к специализированному 24-разрядному сигма-дельта АЦП, а оба выхода имеют свои 24-разрядные ЦАПы. Входы и выходы защищены встроенными фильтрами защиты от наложения спектров. Вычислительные возможности обеспечивают в реальном времени динамический диапазон свыше 120 дБ в полосе до 94 кГц, при одновременном измерении и отображении 1600 линий на графиках передаточных функций, когерентности и всех других связанных измерений, а также с легкостью обеспечивают измерения с высоким разрешением до 25600 линий, масштабирование в реальном времени, измерение и отображение 3D графика "Водопада" и одновременную запись на диск. Вся обработка сигналов выполняется центральным сигнальным процессором, встроенным в Quattro, Ваш компьютер с Windows требуется только в качестве интерфейса оператора и для отображения данных.
Все возможности в одном устройстве
Купить анализатор спектра в наши дни не составляет проблем. Важно понимать, что имеются огромные различия между этими приборами, в частности, многие компании предлагают компактные приборы с различными названиями: анализатор спектра частот, анализатор спектра вибраций, анализатор частотного спектра, анализатор спектра звука и т.д. Как правило, все эти приборы оснащены экраном со шкалой, на которой испытатель смотрит показания. Такой анализатор спектра реального времени, как правило, не записывает измеренные данные и не имеет возможности проводить полноценный БПФ-анализ. Расшифровка спектра БПФ или алгоритм быстрого вычисления дискретного преобразования Фурье позволяет использовать анализатор сигналов как анализатор спектра.
Цифровые анализаторы спектра SIgnalCalc ACE объединяют в себе все возможности портативных анализаторов, при этом сохраняя компактность.
SignalCalc ACE позволяет проводить анализ виброакустических сигналов в реальном времени, используя БПФ, с возможность записи необработанных данных на жесткий диск компьютера для последующего тщательного постанализа.
Всеобъемлющие измерения
ACE Quattro выполняет анализ во временной, частотной, амплитудной и порядковой областях. Используйте синхронное усреднение для восстановления зашумленных повторяющихся событий. Сопоставляйте сигналы для обнаружения их сходства и совмещения по времени (корреляция). Используйте анализ спектра с БПФ (Быстрое Преобразование Фурье) для идентификации доминантных частот и уровней спектральных плотностей. Определяйте линейность систем через их передаточные функции, когерентность и реакции на импульсное возмущение. Измеряйте вероятностные функции и проверяйте нормальность ваших экспериментальных данных.
Высокая скорость вычислений позволяет Вам обрабатывать данные с перекрытием, что ускоряет усреднения. А также позволяет захватывать запуски и остановы машин, речевые сигнатуры и другие, быстро изменяющиеся временные/частотные события. Экран Вашего компьютера становится окном просмотра мгновенного действия, отображающим появление и содержание сигналов.