Lab 7. Let’s Make a Little Noise© N

Lab 7. Let’s Make a Little Noise
© National Instruments Corporation 1
Lab 7: Let’s Make a Little Noise
Introduction
Ever had a piece of a song rattling around in your head, but when you
tried to sing it, it just did not sound right? What you need is a little
keyboard to explore your thoughts and bring out that tune.
Fig. 1 LabVIEW Rendition of a Single Octave Piano Keyboard
Purpose
This Lab uses the analog output of myDAQ to generate an audio signal
from a LabVIEW keyboard (Fig. 1) of one or two octaves. A small
electronic audio amplifier adds plenty of volume.
Equipment
• NI myDAQ
• 3.5 mm Sub-Minature Stereo Cable (comes with NI myDAQ)
• iPod or Other Music Source and Earphones
• Stereo Computer Speaker Set (optional)
• LM386 or TI TPA301 Audio Amplifier
• Resistor: 10 kΩ Pot
• Capacitors: 1 μF, 1 nF, and 47 nF
• Capacitors (electrolytic): Three 10 μF
• 8Ω Speaker
• Stereo Audio Sub-Miniature Socket
Lab 7. Let’s Make a Little Noise
2 ni.com
• Solderless Breadboard
Prerequisite Reference Materials
Equipment Check (Analog Output(AO0,AO1) and Analog Input(AI0,AI1)):
http://decibel.ni.com/content/docs/DOC-12884
Equipment Check (Audio Output and Analog Input):
http://decibel.ni.com/content/docs/DOC-12885
Music Scales:
http://en.wikipedia.org/wiki/Piano_key_frequencies
Audio Amplifiers:
http://www.techlib.com/electronics/audioamps.html/
Exercise 7-1: Getting Started on a Piano Keyboard
Audio Check
Connect your iPod output to the myDAQ (Audio In socket). Connect your
earphones or external speakers to myDAQ (Audio Out) Socket.
Open and [Run] the LabVIEW program entitled Test Audio.vi.
Start playing a favorite song on the iPod. Sound will tell you that the iPod
signal is being streamed from your iPod through a LabVIEW program and
back out to the earphones/speakers.
Audio also can be played from a LabVIEW program to the analog output
channel 0 (pins AO1 and AGND). Using two alligator cables, connect
these two pins to your earphone or speaker cable.
Launch the function generator FGEN and set it to Sine, 1000 Hz, and
0.5 Vpp.
Press [Run] and hear the sine wave signal in your speakers or earphone.
Now that the audio channels are set to go, let’s build a LabVIEW program
to generate some sounds.
The Keyboard
Load the program Piano.vi and look at the front panel (see Fig.1).
Lab 7. Let’s Make a Little Noise
© National Instruments Corporation 3
A keyboard for one octave is made up of seven white keys and five black
keys. The extra white key on the right side has been added so you can go
from middle C (C4) to the higher C note (C5). The frequency for C5 is
exactly twice the frequency for C4. The keys are just LabVIEW Boolean
indicators shaped, colored, and placed into a keyboard arrangement.
Whenever a key is pressed via the mouse pointer, a note is played to the
analog output pins (AO 1 and AGND).
[Run] the program and play the scale.
Some Music Background
There are 88 keys on a standard piano keyboard. The frequency range is
separated into seven and one half octaves. An octave is the frequency
interval between the same notes in two successive octaves. For example,
the key middle A (A4) is 440.00 Hz. In the next higher octave, the note A5
is 880.00 Hz, and the next lower octave A3 is 220.00 Hz. There are eight
white keys and five black keys in an octave where neighboring keys are
separated in frequency by the 12th root of 2 (diatonic scale).
For more information and the frequencies on all 88 notes, checkout
Scales:
http://www.phy.mtu.edu/~suits/scales.html
Note Frequencies:
http://www.phy.mtu.edu/~suits/notefreqs.html
Simple Piano Keyboard
Look at the block diagram for the program Piano.vi, as shown in Fig. 2.
Lab 7. Let’s Make a Little Noise
4 ni.com
Fig. 2 Block Diagram for LabVIEW Program Piano.vi
The musical note frequencies are stored in an array called ‘Notes’. The
notes are entered in the array in the same sequence as the keys are laid
out on the keyboard.
Example:
Middle C (C4) is element 0 of the array (261.63 Hz).
The keys have a mechanical action of ‘Switch Until Released’. The output
is ‘True’ as long as a key is pressed. The keys C, C#, …, C’ are built into a
Boolean array whose value is 0 until a key is pressed. The Search 1D
Array VI returns a value of –1 (no key pressed) or the integer number
related to the key position. This number becomes an index into the ‘Notes’
array to find the note frequency. The frequency data packet then passes
on to the function generator (FGEN), which produces the sound and
outputs it to the analog output sockets AO 0 and AGND.
Note: FGEN VI cannot handle a negative frequency number (–1) when no
key is pressed, so for this case, a 10 Hz frequency is generated. The ear
cannot hear this low a frequency.
[Run] program and play a little jingle.
You soon will hear the limitations of having only one octave.
Modify the program for two octaves (C4 to C6).
Lab 7. Let’s Make a Little Noise
© National Instruments Corporation 5
Exercise 7-2: Building an External Audio Amplifier
Next we will look at building a low-cost audio amplifier that can drive an 8
Ω speaker, as shown in Fig. 3.
Fig. 3 Audio Amp
Reference: http://www.techlib.com/electronics/audioamps.html
You will need the LM386 IC, a few resistors and capacitors, a small
speaker, and a power supply. NI myDAQ can provide +15 and
–15 V at 2 ma. We will use the +15 V on the sockets labeled +15 V and
AGND. The input for the amplifier will come from myDAQ analog output
sockets AO 0 and AGND. You can use the myDAQ DMM(Ω) software
instrument to verify the values of all your chosen resistors. The values of
the capacitors are not critical, so the values stamped on the package are
good enough. However, if you wish to measure the capacitors, you can
use the Bode Analyzer (see Lab 2) and the –3 dB cutoff point (or 45
degree phase point) to calculate the capacitance.
Assemble all of your components on a breadboard, as shown in Fig. 4.
Lab 7. Let’s Make a Little Noise
6 ni.com
Fig. 4 Breadboard of Low-Cost Audio Amplifier (Single Channel)
Try exploiting the myDAQ instruments to make useful measurements to
test and debug the circuit.
Here are some suggestions:
• DC measurements use myDAQ digital voltmeter DMM(V).
• AC measurements use myDAQ function generator FGEN and
SCOPE.
• Output signal AO 0 can be connected to both the circuit input and
the SCOPE input AI 0.
• The amplifier output pin 5 (LM386) can be connected to SCOPE
input AI 1.
Inject a small signal (0.2 Vpp) into the circuit input from the FGEN. Adjust
the 10 kΩ pot for a comfortable output. Measure the circuit gain, and
compare it with the expected gain.
Note: With no components connected between pins 1 and 8 of the
LM386 IC, the amplifier gain is set to 20. This implies that the input signal
level (FGEN) should be no more than 0.75 V.
Once the amplifier is tested, then it is time to replace the FGEN signal with
the program Piano.vi and make some noise.
Lab 7. Let’s Make a Little Noise
© National Instruments Corporation 7
Exercise 7-3: More Music Concepts—Quality
Suppose a trumpet, an oboe, and an acoustic guitar were to play the same
note (frequency). They all sound quite different. How would you describe
the sounds? You might say the trumpet sounds brassy, the oboe sounds
haunting, and the guitar sounds mellow. Each note has a fundamental
frequency and a set of harmonics. All musical instruments, including your
voice, have a unique set of harmonics that make up their sound
signatures.
A sine wave has no harmonics, just sin(ωt). A composite waveform,
however, can have any number of harmonics. Take, for example, a
‘triangular’ waveform, which has a fundamental frequency and two
harmonics:
sin(ωt) + sin(2ωt) + sin(3ωt).
Let’s use myDAQ to explore this idea. The FGEN can only output on one
channel, AO 0. However, the iPod connector has two outputs (stereo) with
a separate channel for each ear. The arbitrary waveform generator (ARB)
has two outputs. Let’s put a pure sine wave into one channel (left ear) and
our composite waveform into the other channel (right ear). Now it will be
easy to hear the difference.
Note: If you are not familiar with the ARB, check out the reference
http://Decibel.ni.com/content/docs/DOC-12941.
Launch the Arbitrary Waveform Generator
Channel [AudioOutout Left] is enabled and Sine1.wdt entered in the
Waveform Name box.
Channel [AudioOutput Right] is enabled and Sine3.wdt entered in
the Waveform Name box.
Note: Use the folder icon to navigate to where your .wdt files are stored.
The update rate is 20 k samples per second (S/s) and run continuously.
Lab 7. Let’s Make a Little Noise
8 ni.com
Connect your stereo speakers or earphone to the myDAQ [AUDIO OUT]
socket.
Click on [Run] and explore the differences. Can you hear which channel is
the sine wave and which is the composite wave? Try changing the update
rate. Any difference?
Compare the wave file pairs:
Sine1.wdt and Sine3.wdt (1.0 sinωt, 1.0 sinωt + 0.25 sin3ωt)
Sine1.wdt and Triangle.wdt
Sine1.wdt and Square.wdt
What can you conclude?
(The larger the discontinuities in the waveform, the harsher the signal
sounds.)
Historical Note: Fourier Series Theorem
Any periodic waveform can be generated by an infinite number of sine and
cosine waveforms harmonically related.
Look at these examples:
Triangle waveform = sin(ωt) – 1/9 sin(3ωt) – 1/25 sin(5ωt) + ...
Square waveform = sin(ωt) + 1/3 sin(3ωt) + 1/5 sin(5ωt) + …
Our ability to view these harmonics is the key to many scientific
measurements. In the next Lab we will look at techniques for viewing the
harmonic content of a periodic signal, or see graphically its sound
signature.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ห้องปฏิบัติการ 7 ลองทำเสียงน้อย
© ชาติ บริษัทเครื่องมือ 1
แล็บ 7: ลองทำเสียงน้อย
แนะนำ
เคยมีชิ้นส่วนของเพลงแสนยานุภาพสถานในหัวของคุณ แต่เมื่อคุณ
พยายามสิงห์ มันเพียงไม่ไม่ฟังขวา สิ่งที่คุณจำเป็นต้องเป็นน้อย
แป้นพิมพ์เพื่อสำรวจความคิดของคุณ และนำออกเพลงที่.
LabVIEW Rendition 1 Fig. ของแป้นพิมพ์หนึ่งอ็อกเทฟเปียโน
วัตถุประสงค์
ห้องปฏิบัติการนี้ใช้การแสดงผลแบบแอนะล็อกของ myDAQ เพื่อสร้างสัญญาณเสียง
จากแป้น LabVIEW (Fig. 1) octaves หนึ่ง หรือสอง ขนาดเล็ก
เครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มมากของระดับเสียง
อุปกรณ์
• NI myDAQ
• 3.5 มม.สายสเตอริโอย่อยพาร์ก (มาพร้อมกับ NI myDAQ)
• iPod หรือแหล่งเพลงอื่น ๆ และหูฟัง
สเตอริโอคอมพิวเตอร์ลำโพงตั้ง (ถ้ามี) •
• LM386 หรือเครื่องขยายเสียง TPA301 ตี้
•ตัวต้านทาน: 10 k ωหม้อ
•ตัวเก็บประจุ: 1 μF, 1 nF และ 47 nF
•ตัวเก็บประจุ (electrolytic): 10 สาม μF
•ลำโพง 8 ω
•ซ็อกเก็ตเล็กย่อยเสียงสเตอริโอ
7 ห้องปฏิบัติการ ลองทำเสียงน้อย
ni.com
• 2 โพรโทบอร์ด Solderless
วัสดุอ้างอิงข้อกำหนดเบื้องต้น
อุปกรณ์ตรวจสอบ (Output(AO0,AO1) แอนะล็อกและแบบแอนะล็อก Input(AI0,AI1)):
http://decibel.ni.com/content/docs/DOC-12884
เครื่องอุปกรณ์ (ออกเสียงและการป้อนข้อมูลแบบแอนะล็อก):
http://decibel.ni.com/content/docs/DOC-12885
เพลงระดับ:
http://en.wikipedia.org/wiki/Piano_key_frequencies
เสียงเครื่องขยายเสียง:
http://www.techlib.com/electronics/audioamps.html/
แบบฝึกหัดที่ 7-1: เริ่มต้นบนแป้นเปียโน
ตรวจสอบเสียง
ออก iPod ของคุณเชื่อมต่อ myDAQ (เสียงในเบ้า) เชื่อมต่อของคุณ
หูฟังหรือลำโพงภายนอกเพื่อ myDAQ (เสียงออก) หนวด.
เปิด และ [Run] โปรแกรม LabVIEW ได้รับ Audio.vi.
Start ทดสอบเล่นเพลงที่ชื่นชอบใน iPod เสียงจะบอกคุณที่ iPod
สัญญาณเป็นการส่งกระแสข้อมูลจาก iPod ของคุณผ่านโปรแกรม LabVIEW และ
ไปออกหูฟัง / ลำโพง.
เสียงยังสามารถเล่นได้จากโปรแกรม LabVIEW เพื่อการแสดงผลแบบแอนะล็อก
ช่อง 0 (หมุด AO1 และ AGND) ใช้สองจระเข้สาย เชื่อมต่อ
หมุดเหล่านี้สองไปของหูฟังหรือลำโพงสาย
เปิดเครื่องกำเนิดฟังก์ชัน FGEN และตั้งค่า Sine, 1000 Hz และ
0.5 Vpp.
กด [รัน] และการได้ยินคลื่นไซน์สัญญาณของลำโพงหรือหูฟัง
ที่ช่องสัญญาณเสียงที่กำหนดไป ลองสร้างโปรแกรม LabVIEW
ให้เสียงบางได้
แป้นพิมพ์
โหลดโปรแกรม Piano.vi และมองไปที่แผงด้านหน้า (ดู Fig.1).
Lab 7 ลองทำเสียงน้อย
© ชาติ บริษัทเครื่องมือ 3
แป้นพิมพ์สำหรับหนึ่งอ็อกเทฟขึ้นเป็นคีย์เจ็ดสีขาวและสีดำ 5
คีย์ มีการเพิ่มแป้นพิเศษสีขาวด้านขวาเพื่อให้คุณสามารถไป
จาก C กลาง (C4) ถึงหมายเหตุ C สูง (C5) ความถี่สำหรับ C5
ตรงสองความถี่สำหรับ C4 แป้นมีเพียง LabVIEW บูลีน
ชี้รูป สี และอยู่ในการจัดแป้นพิมพ์แบบการ
เมื่อคีย์ถูกกดผ่านตัวชี้เมาส์ หมายเหตุเล่นไป
หมุดการแสดงผลแบบแอนะล็อก (1 อ่าวและ AGND) .
[รัน] โปรแกรม และเล่นระดับ
บางเพลงพื้นหลัง
มี 88 คีย์บนแป้นพิมพ์มาตรฐานเปียโน ช่วงความถี่
แบ่งออกเป็นเจ็ด และครึ่ง octaves อ็อกเทฟมีความถี่
ช่วงระหว่างบันทึกย่อเดียวกันใน octaves สองต่อเนื่อง ตัวอย่าง,
กลางคีย์ (A4) เป็นราคา 440.00 Hz ในการต่อสูงอ็อกเทฟ A5 หมายเหตุ
880.00 Hz และอ็อกเทฟล่างถัดไป A3 220.00 Hz มีแปด
ขาวคีย์และคีย์สีดำห้าในการคีย์ที่ใกล้เคียงที่มีอ็อกเทฟ
คั่น ด้วยรากที่ 12 ของ 2 (diatonic สเกล) ในความถี่กัน
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมและความถี่ในบันทึกย่อทั้งหมด 88 เช็คเอาท์
ระดับ:
http://www.phy.mtu.edu/~suits/scales.html
หมายเหตุความถี่:
http://www.phy.mtu.edu/~suits/notefreqs.html
คีย์บอร์ดเปียโนอย่าง
ดูบล็อคไดอะแกรมในโปรแกรม Piano.vi ดังที่แสดงใน Fig. 2.
7 ห้องปฏิบัติการ ลองทำเสียงน้อย
4 ni.com
Fig. 2 บล็อกไดอะแกรมสำหรับ Piano.vi
โปรแกรม LabVIEWความถี่ของโน้ตดนตรีจะถูกเก็บในอาร์เรย์ที่เรียกว่า 'บันทึก'
หมายเหตุป้อนในอาร์เรย์ตามลำดับ ตามคีย์จะวาง
บนแป้นพิมพ์
ตัวอย่าง:
C กลาง (C4) เป็นองค์ประกอบที่ 0 ของเรย์ (261.63 Hz) .
คีย์มีการดำเนินกล 'สลับจนกว่าออก' ผลผลิต
เป็น 'True' ตราบใดที่มีกดคีย์ คีย์ C, C#,..., C' อยู่ในตัว
บูเรย์ที่มีค่าเป็น 0 จนกว่าจะกดคีย์ การค้นหา 1D
VI เรย์ส่งกลับค่าของกา (คีย์ไม่กด) หรือจำนวนเต็ม
เกี่ยวกับตำแหน่งคีย์ หมายเลขนี้เป็น ดัชนีใน 'บันทึกย่อ'
เรย์หาความถี่ของการบันทึก แพคเก็ตข้อมูลความถี่สมบัติ
ระบบเครื่องกำเนิดฟังก์ชัน (FGEN), ซึ่งทำให้เกิดเสียง และ
แสดงผลการซ็อกเก็ตแบบแอนะล็อกออกอ่าว 0 และ AGND
หมายเหตุ: FGEN VI ไม่สามารถจัดการกับตัวเลขความถี่ที่เป็นค่าลบ (กา) เมื่อไม่มี
แป้น ดังนั้นในกรณีนี้ สร้างความถี่ 10 Hz หู
ไม่ได้ยินนี้ต่ำความถี่ได้
[รัน] โปรแกรมและเล่นเป็นโกดนตรีน้อย
เร็ว ๆ นี้จะได้ยินข้อจำกัดมีเพียงหนึ่งอ็อกเทฟได้
แก้ไขโปรแกรมสำหรับ 2 octaves (C4 ถึง C6) .
7 ห้องปฏิบัติการได้ ลองทำเสียงน้อย
© ชาติ บริษัทเครื่องมือ 5
7-2 การออกกำลังกาย: เพาเวอร์แอมป์เสียงภายนอกอาคาร
ถัดไป เราจะดูอาคารขยายเสียงต้นทุนต่ำที่สามารถขับ 8
Ωลำโพง ดังที่แสดงใน Fig. 3.
Fig. 3 เสียงแอมป์
อ้างอิง: http://www.techlib.com/electronics/audioamps.html
จะ IC LM386 กี่ resistors และ capacitors ขนาดเล็ก
ลำโพงเพาเวอร์ซัพพลายและ NI myDAQ สามารถให้ 15 และ
–15 V ที่ 2 มาได้ เราจะใช้ 15 V บนซ็อกเก็ตป้าย 15 V และ
AGND ค่าป้อนสำหรับเพาเวอร์แอมป์จะมาจากการแสดงผลแบบแอนะล็อก myDAQ
ซ็อกเก็ต AGND และอ่าว 0 คุณสามารถใช้ซอฟต์แวร์ DMM(Ω) myDAQ
เครื่องมือในการตรวจสอบค่าของ resistors ของท่านได้ ค่าของ
ตัวเก็บประจุไม่สำคัญ เพื่อค่าประทับบนแพคเกจ
ดีพอ อย่างไรก็ตาม ถ้าคุณต้องการวัดตัวเก็บประจุ คุณสามารถ
ใช้วิเคราะห์เป็นลาง (ดู Lab 2) และจุดตัดยอด dB –3 (หรือ 45
องศาระยะจุด) เพื่อคำนวณค่าความจุได้
รวบรวมส่วนประกอบของคุณทั้งหมดบนโพรโทบอร์ด แสดงใน Fig. 4.
7 ห้องปฏิบัติการได้ ลองทำเสียงน้อย
6 ni.com
Fig. 4 เครื่องขยายเสียงโพรโทบอร์ดของโลว์คอสต์ (ช่องเดียว)
ลอง exploiting เครื่องมือ myDAQ เพื่อทำการประเมินประโยชน์การ
ทดสอบ และดีบักวงจร
นี่เป็นคำแนะนำ:
วัด• DC voltmeter ดิจิตอล myDAQ DMM (V) ใช้
• AC วัดใช้เครื่องกำเนิดฟังก์ชัน myDAQ FGEN และ
ขอบเขตการ
•สัญญาณอ่าว 0 สามารถเชื่อมต่อกับทั้งวงจรอินพุต และ
AI 0 ป้อนข้อมูลขอบเขต
•เพาเวอร์แอมป์ออกขา 5 (LM386) สามารถเชื่อมต่อกับขอบเขต
ใส่ AI 1.
ฉีดสัญญาณขนาดเล็ก (0.2 Vpp) เป็นอินพุตวงจรจาก FGEN ปรับ
หม้อ 10 k ωสำหรับส่งออกสบาย วัดกำไรวงจร และ
เปรียบเทียบกับการคาดกำไร
หมายเหตุ: มีคอมโพเนนต์ไม่เชื่อมต่อระหว่างหมุด 1 และ 8 ของการ
LM386 IC กำไรขยายการตั้งค่าเป็น 20 หมายความว่า สัญญาณอินพุต
ระดับ (FGEN) ควรจะไม่มากกว่า 0.75 V.
เมื่อทดสอบเพาเวอร์แอมป์ แล้วถึงเวลาเปลี่ยนสัญญาณ FGEN ด้วย
โปรแกรม Piano.vi และทำให้เสียงบาง
7 ห้องปฏิบัติการ ลองทำเสียงน้อย
© ชาติ บริษัทเครื่องมือ 7
7-3 การออกกำลังกาย: เพิ่มเติมแนวคิดเพลง — คุณภาพ
สมมติว่าแตร โอโบเป็น และมีกีต้าร์โปร่งที่เล่นเหมือนกัน
หมายเหตุ (ความถี่) พวกเขาทั้งหมดเสียงค่อนข้างแตกต่าง วิธีจะคุณอธิบาย
เสียง คุณอาจพูดว่า brassy ทรัมเป็ตเสียง เสียงโอโบ
เจ็บ และเสียงกีต้าร์เมลโลว์ หมายเหตุแต่ละมีพื้นฐาน
ความถี่และชุดของนิคส์ เครื่องดนตรีทั้งหมด รวมถึงของคุณ
เสียง มีชุดเฉพาะของนิคส์ที่ประกอบเสียงของ
ลายเซ็น
คลื่นไซน์มีไม่นิคส์ sin(ωt) เพียง รูปคลื่นแบบคอมโพสิต,
อย่างไรก็ตาม สามารถมีหมายเลขของนิคส์ ใช้ ตัวอย่าง การ
รูปคลื่น 'สามเหลี่ยม' ซึ่งมีพื้นฐานความถี่และ two
harmonics:
sin(ωt) sin(2ωt) บาป (3ωt) .
ของให้ใช้ myDAQ เพื่อสำรวจความคิดนี้ FGEN สามารถแสดงผลเฉพาะบน
ช่อง อ่าว 0 อย่างไรก็ตาม ตัวเชื่อมต่อ iPod มีเอาท์พุต 2 (สเตอริโอ)
ช่องแยกต่างหากสำหรับแต่ละหู เครื่องกำเนิดรูปคลื่นอำเภอใจ (ARB)
มีเอาท์พุต 2 ลองใส่เป็น pure sine wave เป็นช่องเดียว (หูซ้าย) และ
รูปคลื่นของเราโดยรวมในอื่น ๆ ช่อง (หูขวา) ตอนนี้มันจะ
ได้ยินความแตกต่างง่าย
หมายเหตุ: ถ้าคุณไม่คุ้นเคยกับ ARB ตรวจสอบการอ้างอิง
http://Decibel.ni.com/content/docs/DOC-12941.
เปิดเครื่องกำเนิดรูปคลื่นที่กำหนด
เปิดช่อง [AudioOutout ซ้าย] และ Sine1.wdt ใส่ใน
กล่องชื่อรูปคลื่น
เปิดช่อง [AudioOutput ขวา] และ Sine3.wdt ใส่ใน
กล่องชื่อรูปคลื่น
หมายเหตุ: ใช้ไอคอนโฟลเดอร์เพื่อไปยังที่เก็บแฟ้มของคุณ.wdt.
อัตราปรับปรุงตัวอย่าง k 20 ต่อวินาที (ม...) และรันได้อย่างต่อเนื่อง.
7 ห้องปฏิบัติการ ลองทำเสียงน้อย
8 ni.com
Connect ลำโพงสเตอริโอหรือหูฟังเพื่อ myDAQ [เสียงออก]
ซ็อกเก็ต
คลิกที่ [รัน] และสำรวจความแตกต่าง สามารถคุณได้ยินเป็นช่องใด
คลื่นไซน์และซึ่งเป็นคลื่นผสม ลองเปลี่ยนการปรับปรุง
อัตรา ความแตกต่าง?
เปรียบเทียบคลื่นแฟ้ม pairs:
Sine1.wdt และ Sine3.wdt (1.0 sinωt, 1.0 sinωt 0.25 sin3ωt)
Sine1.wdt และ Triangle.wdt
Sine1.wdt และ Square.wdt
What สามารถคุณสรุป?
(ใหญ่มากที่ discontinuities ในรูปคลื่น สัญญาณที่ harsher
เสียง)
หมายเหตุประวัติศาสตร์: ทฤษฎีบทอนุ
สามารถสร้างรูปคลื่นใด ๆ เป็นครั้งคราว โดยจำกัดจำนวนของไซน์ และ
waveforms โคไซน์ harmonically ที่เกี่ยวข้องได้
ดูตัวอย่างเหล่านี้:
รูปคลื่นสามเหลี่ยม = 1/25 – 1/9 sin(3ωt)-sin(ωt) sin(5ωt)...
รูปคลื่นสี่เหลี่ยม = 1/3 sin(ωt) sin(5ωt) sin(3ωt) 1/5...
สามารถดูนิคส์เหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญกับวิทยาศาสตร์
วัด ในถัดไป เราจะดูที่เทคนิคสำหรับการดู
เนื้อหามีค่าสัญญาณประจำงวด หรือดูภาพของเสียง
ลายเซ็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

Lab 7 มาทำเสียงดังนิดหน่อย
สงวนลิขสิทธิ์ตราสารแห่งชาติ บริษัท แลป 1
7 : ทำเสียงดังนิดหน่อย

เคยแนะนำชิ้นส่วนของเพลงที่วนเวียนอยู่ภายในหัวของคุณ แต่เมื่อคุณ
พยายามร้อง มันก็ไม่มีเสียงใช่มั้ย สิ่งที่คุณต้องการคือแป้นพิมพ์น้อย
ที่จะสำรวจความคิดของคุณและนำเพลงออก .
รูปที่ 1 ด้วยการแปลความหมายของเดียวเสียงเปียโน

จุดประสงค์ทดลองใช้ Analog output ของ mydaq เพื่อสร้างสัญญาณเสียง
จาก LabVIEW คีย์บอร์ด ( รูปที่ 1 ) ของหนึ่งหรือสองคีย์ เล็ก
อิเล็กทรอนิกส์เครื่องขยายเสียงเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของปริมาณ อุปกรณ์
-

- ผม mydaq 3.5 มม. สเตอริโอทีวี minature ย่อย ( มาพร้อมกับผม mydaq )
-
- และหูฟัง iPod หรือแหล่งที่มาคอมพิวเตอร์ลำโพงสเตอริโอเพลงชุดอื่น ๆ ( ถ้ามี )
- lm386 หรือ Ti tpa301 เครื่องขยายเสียง
- ความต้านทาน :10 K Ωหม้อ
- / 1 μ F 1 NF และ 47 ( electrolytic capacitors NF
- ) สาม 10 μ f
-
8 Ωลำโพงสเตอริโอเสียงย่อยขนาดเล็ก - ซ็อกเก็ต
Lab 7 ขอรบกวนน้อย 2
N . com
-
มี solderless แจงเกิลป็อปวัสดุอ้างอิง
อุปกรณ์ตรวจสอบ ( Analog output ( ao0 ao1 , ) และอนาล็อกอินพุต ( ai0 ai1 , http://decibel.ni.com/content/docs/doc-12884

: ) )ตรวจสอบอุปกรณ์ ( สัญญาณเสียงอนาล็อกและสัญญาณ ) :
http : / / เดซิเบล . N . com / เนื้อหา / เอกสาร / doc-12885
เพลงเครื่องชั่ง :
http : / / en . wikipedia . org / wiki / แอมป์เสียง : piano_key_frequencies

http : / / www.techlib . com / อิเล็กทรอนิกส์ / HTML /
audioamps . การออกกำลังกาย 7-1 : เริ่มต้นบนแป้นพิมพ์เปียโน

เสียงตรวจสอบการเชื่อมต่อออก iPod ของคุณเพื่อ mydaq ( เสียงในซ็อกเก็ต ) เชื่อมต่อของคุณ
หูฟังหรือลำโพงภายนอก mydaq ( เสียงออก ) ซ็อกเก็ต .
เปิด [ วิ่ง ] โปรแกรม LabVIEW สิทธิทดสอบเสียง . vi .
เริ่มเล่นเพลงที่ชื่นชอบบน iPod เสียงจะบอกคุณว่า สัญญาณ iPod
เป็นสตรีมจาก iPod ของคุณผ่านโปรแกรม LabVIEW และ
กลับไปหาหูฟัง / ลำโพง .
เสียงนอกจากนี้ยังสามารถเล่นได้จากโปรแกรม LabVIEW เพื่อผลผลิต
.ช่อง 0 ( หมุด ao1 และ agnd ) ใช้สองจระเข้สายเคเบิลเชื่อมต่อ
2 พินหูฟังหรือสายลำโพงของคุณ .
เปิดฟังก์ชั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า fgen และตั้งค่าให้ sine 1000 Hz และ

0.5 VPP ] วิ่งกด [ ฟังเสียงคลื่นสัญญาณไซน์ในลำโพงหรือหูฟังของคุณ .
ตอนนี้ที่ช่องเสียงชุดไป ลองสร้างโปรแกรม LabVIEW
สร้างแป้นพิมพ์

เสียงโหลดโปรแกรม piano.vi และมองไปที่แผงด้านหน้า ( ดู” ) .
Lab 7 มาทำเสียงดังนิดหน่อย
สงวนลิขสิทธิ์ตราสารแห่งชาติ Corporation 3
แป้นพิมพ์สำหรับหนึ่งเสียงถูกสร้างขึ้นจากเจ็ดปุ่มห้าปุ่มสีขาวและสีดำ

คีย์ขาวเสริมข้างขวาถูกเพิ่มเพื่อให้คุณสามารถไป
จากกลาง ( C4 ) สูงกว่า C Note ( C5 ) ความถี่เป็นสองเท่า สำหรับ C5
ตรงความถี่ระเบิด C4คีย์เป็นเพียงตัวชี้วัดด้วยตรรกะ
รูปร่าง , สี , และวางลงในแป้นพิมพ์จัดเรียง .
เมื่อคีย์ถูกกดโดยผ่านตัวชี้เมาส์โน๊ตที่เล่นกับ
อนาล็อกออกหมุด ( อ่าว 1 และ agnd )
[ วิ่ง ] โปรแกรมและเล่นระดับ พื้นหลังเพลง

บางมี 88 คีย์บนแป้นพิมพ์เปียโนมาตรฐาน ช่วงความถี่
แยกออกเป็นเจ็ดและครึ่งคีย์โน๊ตคือความถี่
บันทึกเดียวกันในช่วงเวลาระหว่างสองคีย์ต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น
คีย์กลาง ( A4 ) 440.00 เฮิร์ต ในที่สูงต่อไป ออกเทป โน๊ต A5
คือ 880.00 Hz และความถี่ต่ำกว่าหน้า A3 เป็น 220.00 เฮิร์ต มีสีขาวและสีดำ 8
5 ปุ่มคีย์โน๊ตที่คีย์เพื่อนบ้านเป็น
แยกความถี่โดยราก 12
2 ( ระดับ diatonic )สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมและความถี่ในทั้งหมด 88 บันทึก , เครื่องชั่งคิดเงิน
:
http : / / www.phy . MTU . edu / ~ ชุด / เครื่องชั่ง ความถี่หมายเหตุ html
:
http : / / www.phy . MTU . edu / ~ ชุด / notefreqs HTML ง่ายแป้นพิมพ์เปียโน

ดูแผนภาพบล็อกสำหรับ โปรแกรม piano.vi ดังแสดงในรูปที่ 2 .
Lab 7 ขอรบกวนน้อย
4 N .
รูปที่ 2 บล็อกไดอะแกรมสำหรับเปียโนโปรแกรม LabVIEW VI
.ดนตรีหมายเหตุความถี่จะถูกเก็บไว้ใน array ที่เรียกว่า ' บันทึก '
บันทึกจะถูกป้อนในอาร์เรย์ในลำดับเดียวกับคีย์จะวางออกบนแป้นพิมพ์
.
ตัวอย่าง :
กลาง ( C4 ) เป็นองค์ประกอบของอาร์เรย์ ( 0 261.63 Hz ) .
กุญแจต้องเปลี่ยนกลการ จนกระทั่งออก ' ผลผลิต
' จริง ' ตราบใดที่คีย์ถูกกด คีย์ C , C # , . . . , c ' สร้างลงใน
แบบบูลเรย์ซึ่งมีค่าเป็น 0 จนถึงคีย์ถูกกด อาร์เรย์ค้นหา 1D
6 คืนค่า - 1 ( คีย์ไม่กด ) หรือเลขจำนวนเต็ม
ที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งที่สำคัญ หมายเลขนี้เป็นดัชนีใน ' บันทึก '
เรย์หาทราบความถี่ ความถี่ข้อมูล packet แล้วผ่านไป
บนฟังก์ชั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ( fgen ) ซึ่งก่อให้เกิดเสียงและ
ผลต่อ Analog output ซ็อกเก็ตอ่าว 0 และ agnd .
หมายเหตุ : fgen 6 ไม่สามารถจัดการตัวเลขความถี่เชิงลบ ( - 1 )
เมื่อคีย์ถูกกด ดังนั้น คดีนี้ 10 Hz ความถี่จะถูกสร้างขึ้น หู
ไม่ได้ยินต่ำความถี่ โปรแกรมรัน ]
[ เล่นกริ๊งๆ .
คุณเร็ว ๆนี้จะได้ยินข้อ จำกัด ของมีเพียงหนึ่งอ็อกเทฟ .
แก้ไขโปรแกรมสำหรับสองคีย์ ( C4 กับ C6 ) .
Lab 7มาทำเสียงดังนิดหน่อย

ออกกำลังกาย Corporation สงวนลิขสิทธิ์ตราสารแห่งชาติ 5 7-2 สร้างเครื่องขยายเสียงภายนอก
ถัดไปเราจะดูที่ตึกราคาเครื่องขยายเสียงที่สามารถขับลำโพง 8
Ω ดังแสดงในรูปที่ 3 . รูปที่ 3 เสียงแอมป์

อ้างอิง : http : / / www.techlib . com / อิเล็กทรอนิกส์ / audioamps . html
คุณจะต้อง lm386 IC กี่ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ เป็นลำโพงขนาดเล็ก
และแหล่งจ่ายไฟผม mydaq สามารถให้ 15
– 15 V ที่ 2 มา เราจะใช้ 15 V ในซ็อกเก็ตป้าย 15 V และ
agnd . ใส่ในแอมป์จะมาจาก mydaq Analog output
ซ็อกเก็ตอ่าว 0 และ agnd . คุณสามารถใช้ mydaq DMM ( Ω ) เครื่องมือตรวจสอบซอฟต์แวร์
ค่าทั้งหมดของคุณเลือกตัว ค่าของตัวเก็บประจุ
ไม่วิกฤต ดังนั้นค่าประทับตราบนแพคเกจ
ที่ดีพอแต่ถ้าคุณต้องการที่จะวัด capacitors , คุณสามารถใช้เครื่องวิเคราะห์ ( เห็นลาง
แล็ป 2 ) และ ( 3 ) การตัดจุด ( หรือ 45
องศาระยะจุด ) เพื่อคำนวณความจุ .
ประกอบทุกชิ้นส่วนบนกระดานนวดแป้งขนมปัง ดังแสดงในรูปที่ 4 .
Lab 7 ขอรบกวนน้อย
6 N . com
รูปที่ 4 ปัจจัยทางกายภาพของเครื่องขยายเสียงค่าใช้จ่ายต่ำ ( ช่องเดี่ยว )
ลองใช้เครื่องมือเพื่อให้ประโยชน์ mydaq การวัดทดสอบและแก้ปัญหาวงจร

.
ที่นี่มีข้อเสนอแนะบางประการ :
- DC ใช้ mydaq DMM วัดดิจิตอลโวลต์มิเตอร์ ( V )
- AC วัดใช้ mydaq ฟังก์ชั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและขอบเขต fgen
.
- สัญญาณอ่าว 0 สามารถเชื่อมต่อกับวงจรขาเข้า และ
ขอบเขตใส่ไอ 0
- เครื่องขยายเสียงออกขา 5 ( lm386 ) สามารถเชื่อมต่อกับขอบเขต
ใส่ไอ 1 .
ฉีดสัญญาณขนาดเล็ก ( 0.2 VPP ) เข้าสู่วงจรนำเข้าจาก fgen . ปรับ
10 K Ωหม้อเพื่อออกสบาย วัดวงจรเข้าและ
เทียบกับคาดได้รับ
หมายเหตุ : ไม่มีส่วนประกอบที่เชื่อมต่อระหว่างขา 1 และ 8
lm386 IC , เครื่องขยายเสียงได้ตั้ง 20 นี้แสดงให้เห็นว่าสัญญาณ
ระดับ ( fgen ) น่าจะไม่เกิน 0.75 V
เมื่อแอมป์ได้ทดสอบแล้วมันเป็นเวลาที่จะแทนที่สัญญาณ fgen กับ
โปรแกรม piano.vi และทำเสียงดัง .
Lab 7 มาทำเสียงดังนิดหน่อย
สงวนลิขสิทธิ์ตราสารแห่งชาติ Corporation ;
7 การออกกำลังกาย : แนวคิดเพลงคุณภาพ
ว่าเป่าแตร , โอโบและกีตาร์โปร่งก็เล่นโน้ตเดียวกัน
( ความถี่ ) แต่เสียงจะค่อนข้างแตกต่างกัน วิธีที่คุณจะอธิบาย
เสียง ?คุณอาจจะบอกว่าได้ยินเสียงแตรเป่าอากาศที่หนาวเย็น , โอโบฟังดู
หลอน และกีต้าร์เสียงกลมกล่อม แต่ละโน้ต มีความถี่มูลฐาน
และชุดของฮาร์มอนิ เครื่องดนตรีทั้งหมดรวมทั้งเสียงของคุณ
, มีชุดเฉพาะของฮาร์โมนิคที่สร้างลายเซ็นเสียง
.
ไซน์คลื่นไม่ประสานกัน ก็บาป ( ω t ) รวมรูป
, แต่สามารถมีหมายเลขใด ๆของฮาร์มอนิ ใช้ตัวอย่างเช่น ,
'triangular ' คลื่น ซึ่งมีความถี่ฮาร์มอนิก 2
:
บาป ( ω T ) บาป ( 2 ω T ) บาป ( 3 ω t )
มาใช้ mydaq ที่จะสำรวจความคิดนี้ การ fgen สามารถออกเพียงหนึ่ง
ช่องอ่าว 0 แต่ iPod เชื่อมต่อได้ 2 ผล ( สเตอริโอ ) กับ
ช่องแยกต่างหากสำหรับแต่ละหู และเครื่องกำเนิดสัญญาณ ( ARB )
2 เอาท์พุทเอาคลื่นไซน์บริสุทธิ์เป็นหนึ่งช่อง ( หูซ้าย ) และสัญญาณคอมโพสิต
ของเราในช่องทางอื่นๆ ( หูขวา ) ตอนนี้มันจะง่ายที่จะได้ยินความแตกต่าง
.
หมายเหตุ : ถ้าคุณไม่คุ้นเคยกับ ARB , ตรวจสอบอ้างอิง
http : / / เดซิเบล . N . com / เนื้อหา / เอกสาร / doc-12941 .
เปิดตามอำเภอใจ Waveform Generator
[ ] audiooutout ช่องทางซ้ายถูกเปิดใช้งาน และ sine1.wdt เข้า
สัญญาณกล่องชื่อช่อง [ ขวา ] .
audiooutput ถูกเปิดใช้งาน และ sine3.wdt เข้ามา

ชื่อ แบบกล่อง หมายเหตุ : ใช้ไอคอนโฟลเดอร์เพื่อไปที่ ไฟล์ WDT เก็บไว้
ปรับปรุงอัตรา 20 k ตัวอย่างต่อวินาที ( s / s ) และวิ่งอย่างต่อเนื่อง
Lab 7 ขอรบกวนน้อย
8 N . com
เชื่อมต่อของคุณสเตอริโอลำโพงหรือหูฟังเพื่อ mydaq [ Audio ]

ซ็อกเก็ตคลิก [ วิ่ง ] ค้นหาความแตกต่าง คุณได้ยินที่ช่อง
คลื่นซึ่งเป็นคลื่นไซน์ และประกอบด้วย ลองเปลี่ยนปรับปรุง
อัตรา ความแตกต่างใด ๆ ?
เปรียบเทียบไฟล์คลื่นและคู่ :
sine1.wdt sine3.wdt ( 1.0 ดาวน์โหลดωบาปบาปω T T 0.25 sin3 ω t )

sine1.wdt WDT และ sine1.wdt สามเหลี่ยม และสี่เหลี่ยม WDT
คุณสามารถสรุปหรือ
( ใหญ่กว่าในรูปต่างๆ ,สัญญาณเสียงที่รุนแรง

. ) หมายเหตุ : ทฤษฎีบทอนุกรมฟูรีเยประวัติศาสตร์ใด ๆสัญญาณ
เป็นระยะ ๆสามารถสร้างขึ้นโดยนับไม่ถ้วนของไซน์และโคไซน์สามารถประสานกันที่เกี่ยวข้อง
.
ดูตัวอย่างเหล่านี้ :
รูปคลื่นสามเหลี่ยม ( ωบาป = T ) - 1 / 9 บาป ( 3 ω T ) – 1 / 25 บาป ( 5 ω T ) . . . . . . .
ตารางสัญญาณ = sin ( ω T ) 1 / 3 ( 3 ωบาปไม่บาป ( 5 ) 1 / 5 ω T
) . . . . . . .ความสามารถของเราเพื่อดูฮาร์โมนิเหล่านี้คือกุญแจสำคัญในการวัดทางวิทยาศาสตร์
มากมาย ในแล็บต่อไปเราจะดูเทคนิคสำหรับการดูเนื้อหาของสัญญาณฮาร์มอนิก
เป็นระยะ หรือเห็นภาพลายเซ็นเสียง
.