Руководство пользователя программы

Содержание:

· Возможности программы

· Общее описание

· Жучки и подводные камни

· Методика измерений.

a. Подготовка к измерениям.

b. Измерение АЧХ.

c. Измерение отношения сигнал/шум.

d. Измерение уровня наводок.

e. Измерение паразитного проникновения из канала воспроизведения в канал записи:

f. Измерение гармоник.

Возможности программы:

Analyser(R) позволяет за считанные минуты проверит: сквозную АЧХ карточки; уровень шумов, наводок; проникновение сигнала из канала записи в канал воспроизведения на различных частотах, оценить гармоники. Так как и спектроанализатор, и генератор, и осциллограф - цифровые, то измерения получаются достаточно точными. К примеру, можно задать частоту генерации синусоидального сигнала в диапазоне от 10 Гц до 22КГц, при этом нестабильность частоты будет порядка 10^-9 (нестабильность кварца).

Общее описание:

Программа состоит из цифрового генератора сигналов, осциллографа и спектроанализатора. Для ее нормальной работы необходима звуковая карточка с установленным драйвером, поддерживающим режим full-duplex. При испытаниях линейный выход звуковой карточки необходимо соединить с ее линейным входом. В общем-то, если есть желание, можно проверить еще и встроенные в карточку усилители мощности и/или микрофонный усилитель, соединив друг с другом, через делитель напряжения, одноименные выходы и входы. При тестировании карточка моделирует "идеальный" сигнал и подает его на ЦАП карточки. Сигнал преобразуется в аналоговую форму, в которой на него действуют различные помехи и искажения, проходит по соединительному кабелю на вход АЦП, преобразуется в цифру и анализируется программой. После анализа можно сказать, на сколько не идеально работает данная карточка.

Жучки и подводные камни:

· При построении АЧХ, график получается не гладкий (шероховатый). Дело в том, что при тестировании не учитывается форма полосовых фильтров спектроанализатора. В Analyser(R) Std. это предполагается исправить.

· На некоторых звуковых платах (обычно это дорогие карточки) не получается измерить уровень шума и наводок. Связанно это с тем, что при низких уровнях сигнала в них срабатывает электронный ключ, замыкающий накоротко вход АЦП.
В Analyser(R) Std. используется другой метод оценки: генерируется обычный сигнал и на его фоне производится измерение мощности шума, наводок и гармонических искажений.

· Иногда пропадает изображение сигнала и его спектра. Связанно это со способами ввода-вывода и анализа сигнала. В данной программе они не синхронизированы друг с другом (выполняются как отдельные процессы), соответственно при любой их рассинхронизации (при запуске "мощного" приложения) происходит потеря информации. В Analyser(R) Std. это хотят исправить.

· На некоторых звуковых карточках оценка мощности шума получается неверной из за того, что в режиме full-duplex входной сигнал оцифровывается восемью разрядами. Так как отношение/сигнал возникающее изза квантования сигнала по амплитуде примерно равно: SNR=7.2-6*n, где n - число разрядов квантования, то при восьми разрядном квантовании входного сигнала, оценка мощности может получится больше -40.8дб. С другой стороны, если тепловые шумы и наводки малы (меньше данной величены), то их мощности не хватит для изменения даже младшего разряда АЦП и на его выходе будет "ноль" т.е. полное отсутствие шума, что не верно. Проверить, с каким числом разрядов происходит квантование входного сигнала в Вашей карточки можно по осциллограмме сигнала в режиме -20дб: если на синусоиде будут заметные ступеньки (с шагом половины деления шкалы по амплитуде), то вам не повезло и для оценки отношения сигнал/шум придется приобретать Analyser(R) Std.

a. Подготовка к измерениям:

1. Соединить линейный выход карточки с линейным входом по возможности коротким и экранированным кабелем.
2. Запустить программу Analyser(R).
3. Выбрать (включить) в панели громкости Windows(r) линейные выходы и входы. Отрегулировать с ее помощью уровни сигналов таким образом, что бы мощность сигнала была равна 0 дБ, а форма синусоиды не искажена. Мощность сигнала и форма синусоиды оценивается в панели Analyser(R). Наименьшие искажения синусоиды получаются если мощность будет немного меньше 0 дБ, т.к. в этом случае АЦП и ЦАП не входят в режим ограничения. Запомните измеренную мощность X (она еще понадобится для оценки сигнал/шум).

b. Измерение АЧХ:

АЧХ обычно измеряется на уровне -20дБ, поэтому необходимо включить кнопку "-20dB", а затем "AFC".

c. Измерение отношения сигнал/шум:

Включить кнопку "No". Измерьте полученную мощность Y. Отношение сигна/шум SNR, будет определятся формулой SNR = Y-X. Примечание. В некоторых карточках, при низком уровне сигнала (именно такая ситуация будет при измерении мощности шума), происходит замыкание линейного входа и выхода электронными ключами. В этом случае на входе будет круглый ноль и померить уровень шумов не получится. Что можно сделать, так это постепенно понижая уровень сигнала регуляторами громкости отследить порог отключения входа. В Analyser(R) Std предполагается использовать алгоритм определения мощности шума на фоне тестового сигнала.

d. Измерение уровня наводок:

Включить кнопку "No". По спектрограмме оценить частоты наводок (выглядят как сильные пики на фоне шума) и их амплитуды. В принципе методика измерения отношения сигнал/шум на самом деле дает отношение сигнал/(шум + наводки), то есть является интегральной.

e. Измерение паразитного проникновения из канала воспроизведения в канал записи:

Отключить соединительный кабель от линейного входа карточки (это единственный режим в котором линейный вход карточки отключается от выхода). Произвести измерение АЧХ на уровне 0дб. Максимальное значение построенной АЧХ и будет уровнем паразитной помехи. Соответственно можно сказать, и на какой частоте происходит наибольшее паразитное проникновение.

f. Измерение гармоник:

Задайте частоту сигнала F = 44100/2ⁿ, n - любое число от 2 до 4096. При такой частоте боковые лепестки спектров будут равны нулю и можно будет точно оценить уровни гармоник. Соответственно уровень второй гармоники будет равен амплитуде сигнала на частоте 2*F, третей на частоте 3*F и так далее. Обычно измеряют интегральный коэффициент гармоник по четным и нечетным гармоникам, который является суммой мощностей соответственно четных и нечетных частот разделенной на мощность тестового сигнала. В стандартнойверсиии предусмотрен режим автоматического вычисления интегральных коэффициентов гармоник.