Короткий опис програми Analyser®

Програма Analyser призначена для перевірки аудіо характеристик звукових плат. Працює під керування операційними системами Windows 95/NT 4.0. Програма складається з трьох відносно незалежних блоків:

синтезу та виведення сигналу
введення та попередньої обробки сигналу
аналізу сигналу та відображення результатів

Всі ці блоки реалізовані як процеси, що починають своє життя при запуску програми і поточні паралельно один одному. Фактично картка, разом із комп'ютером, працює як генератор тестового сигналу, так і як вимірювальний прилад. Оскільки процес виведення та введення аудіо сигналу протікають одночасно, необхідно, щоб звукова карта та її драйвер підтримували режим full-duplex. При вимірюваннях лінійний вихід звукової карти з'єднується з її лінійним входом. Схема сполуки наведена нижче:

"Ідеальний" сигнал після цифрового синтезу піддається цифро-аналоговому перетворенню, виходить через лінійний вихід, проходить по сполучному кабелю, входить у картку через лінійний вхід, перетворюється на цифрову форму аналогово-цифровим перетворювачем картки і починає оброблятися в блок введення та попередньої обробки.

На етапі аналогового подання сигналу на нього діють наведення, шуми, він піддається різним спотворенням, перестає бути "ідеальним". Так як синтез вихідного та обробка отриманого сигналів виконуються у цифровому вигляді, є можливість відстежити практично всі спотворення.

Процес вимірювання звукових характеристик картки схожий на процес тестування характеристик звукових магнітофонів і відрізняється від нього наступним: при тестуванні магнітофона вимірювальний ("ідеальний") сигнал від генератора записується на стрічку, а під час відтворення і за допомогоювимірювальної апаратури, можна оцінити спотворення, що з'явилися. Саме так вимірюються наскрізні (запис-відтворення) характеристики. Для звукової картки змінюється лише послідовність операцій: спочатку сигнал генерується (відтворюється), та був, після проходження аналоговим ланцюгам, вводиться (записується) в комп'ютер і аналізується програмою. Таким чином можна поміряти наскрізні характеристики аналогових трактів звукової карти.

Analyser® виступає як цифровий генератор звукової частоти, осцилограф та спектроаналізатор. Так як ЦАП звукової картки синхронізується від кварцового генератора, стабільність тестового сигналу виходить порядку 10-9. Використання комп'ютера як вимірювального приладу дозволяє суттєво спростити та прискорити процес тестування картки. Аналогічна апаратура, яка використовується для тестів аудіотехніки, може коштувати тисячі доларів.

Цифровий генератор тестового сигналу дозволяє генерувати синусоїдальний сигнал із частотою в діапазоні від 20 Гц до 20 кГц. Значення частоти, що генерується, задається у вікні Frequency (Hz). Цей тестовий сигнал, що має амплітуду, що відповідає максимальному рівню сигналу звукової карти, у цифровому вигляді множиться на 1, 0.1 і 0 в залежності від положення перемикача Signal (0 dB, -20 dB, No). Що дозволяє проводити вимірювання при номінальному (максимальному) рівні сигналу, при стандартному (для тестових вимірювань) рівні сигналу, та за його відсутності (є лише шуми в каналі запису-відтворення).

У верхньому правому кутку програми є вікно осцилографа, що дозволяє візуально відстежити форму сигналу. "Частота горизонтальної розгортки" осцилографа синхронізована з виставленою у вікні Frequency (Hz) частотою генератора, що дозволяє спостерігати наекрані рівно один період сигналу. Повзунок під вікном осцилографа зміщує початкову фазу відображення сигналу.

Залежно від положення перемикача Signal (0 dB -20 dB, No) сигнал у вікні осцилографа масштабується по вертикальній осі так, щоб він займав все вікно. Тобто графік сигналу "множиться" на 1, 10, 100. Зазначимо, що випадок Signal - No відповідає відсутності синусоїди на виході генератора (в каналі є тільки тепловий шум і наведення). Тому масштабний множник при такому положенні перемикача Signal був заданий емпірично.

Програма дозволяє вимірювати потужність вхідного сигналу в реальному часі. Потужність вимірюється в децибелах щодо потужності синусоїдального сигналу максимальної амплітуди та відображається у вікні Power (dB).

У лівій частині вікна розташовується спектроаналізатор. Шкала частот представлена у логарифмічному масштабі від 10 Гц до 22.5 кГц. Рожевим кольором відзначені частоти 100 Гц, 1000 Гц та 10 кГц. По вертикальній шкалі відкладені децибели, 0 відповідає синусоїдальний сигнал максимальної амплітуди. Рожевим кольором відзначені рівні 0 і -20 дБ. Спектр сигналу розраховується за 8128 відліками сигналу, що дозволяє мати спектральну роздільну здатність 10.76 Гц. При розрахунку спектра може бути використане або прямокутне, або квазічебишевське вікно. Перше дозволяє отримати найвужчий (гострий) пік смугових фільтрів, друге - нижчий рівень бічних пелюсток. Вибір між різними типами вікон здійснюється через контекстне меню спектроаналізатора. При запуску програми, за замовчуванням, використовується квазічебишевське вікно.

Кнопка Function/Memory включає режим пам'яті, тобто. зображення сигналу та спектра накладаються на ті, отримані з попередніх тактів вимірювань.

Кнопка Function/ -- Включає режим фільтрації постійної складової вхідного сигналу. Кнопка імітує таку функцію вимірювальних приладів. Відмінність полягає лише в тому, що фільтрація здійснюється в цифровому вигляді, а отже одночасно з фільтрацією постійної складової вхідного сигналу усувається і зсув нуля звукової картки (постійної складової АЦП).

Кнопка Function/AFC включає режим вимірювання амплітудно-частотної характеристики - АЧХ (Amplitude-Frequency Characteristic - AFC). У цьому режимі Analyser® перетворюється на цифровий вимірювач АЧХ: генератор автоматично змінює частоту синусоїдального сигналу, сигнал проходить по аналогових ланцюгах картки, спектроаналізатор розраховує отриманий спектр вхідного сигналу, визначається амплітуда спектрального максимуму, потім отриманий рівень (для цієї частоти) запам'ятовується. При скануванні всього звукового діапазону, отриманими точками, будується графік АЧХ (жовтого кольору). Вимір АЧХ проводиться або при рівні тестового сигналу в 0 дБ, або при рівні -20 дБ (стандартний рівень для подібних вимірів).