Генератор синуса с гармониками

[E.Sokol]

Существует концепция измерения, при которой к синусу подмешиваются его гармоники с небольшой амплитудой в противофазе. Такую задачу и решает эта программа. Помимо гармоник (которые можно выборочно отключать) есть ещё три дополнительные частоты для вспомогательных задач. Также можно округлять частоту синусоиды к значению, нацело укладывающуюся в стандартные размеры FFT (2048/4096/etc), чтобы избежать влияния оконных функций.

Все значения громкости относительно Master`а, режим auto дополнительно подгоняет уровень сигнала под 0 дБ, ориентируясь на измерения пиковых значений при воспроизведении.

Драйвер вывода звука пока только WASAPI, shared/exclusive режимы и выбор частоты дискретизации присутствуют. В режиме shared может происходить неявная передискретизация, если частота дискретизации не поддерживается устройством. В режиме exclusive поддерживаются только частоты от драйвера, в остальных случаях появится сообщение об ошибке.

Значения в полях ввода также можно менять мышкой с нажатой левой кнопкой и Ctrl или Shift на клавиатуре, по аналогии с элементами управления ползунок или полосой прокрутки. Ctrl - для быстрого изменения значений, Shift - для медленного, Ctrl+Shift - особо медленного с дополнительным разрядом.

Сама программа: HarmonicSineGeneratorPro.v.2.1.zip, для работы может потребоваться установка .NET Framework 4.

[ViktKors]

Сама программа: Вложение 397688

Порой очень, очень нужная штука!



Не так давно пытался запустить что-нибудь с подобным функционалом (обязательное условие - чтоб был адекватный вывод звука) и не нашел вообще ничего доступного, что могло бы работать под Win7.
Пришлось выходить из положения подручными средствами.

Функционально только одно замечание - 4 гармоники - это реально совсем мало.
хотя-бы еще парочка нужна для приведения спектров к употребительному виду.

В принципе, для фазы в подобных случаях точность в 1 градус обычно более чем достаточна, но это конечно дело вкуса.

[E.Sokol]

Порой очень, очень нужная штука!

Спасибо!

Функционально только одно замечание - 4 гармоники - это реально совсем мало.

Можно и больше, 4 было в техзадании) Тут основная сложность - как компактно и красиво расположить все компоненты.

В принципе, для фазы в подобных случаях точность в 1 градус обычно более чем достаточна, но это конечно дело вкуса.

А для амплитуды? Если на каждую гармонику оставить только по две ручки, их можно побольше напихать.

[ANHO]

Можно и больше, 4 было в техзадании) Тут основная сложность - как компактно и красиво расположить все компоненты.
А для амплитуды? Если на каждую гармонику оставить только по две ручки, их можно побольше напихать.

Может быть добавить вкладок дополнительно? На первой вкладке 3-4 гармоники, на второй ещё 3-4.

[ViktKors]

А для амплитуды? Если на каждую гармонику оставить только по две ручки, их можно побольше напихать.

Практически для амплитуды достаточно шага порядка 0.1 дБ. Лучше обычно не имеет смысла по причине не идеальной стабильности нелинейностей тракта.
В конце концов 0.1 дБ - это почти 40 дБ подавления гармоники - это много, остальная "трава" обычно уже сравнима.

Но гипотетически, не исключено, что кто-то захочет больше точности. На этот случай я бы предусмотрел возможность прямого ввода с двумя знаками после запятой, а на "ручках" оставил бы 0.1 дБ.




Далее сугубое ИМХО. Возможно кто-то, кто по работе имеет дело с подобными "крутилками", считает иначе:

ИМХО от "ручек" тут толку немного, пользоваться ими не очень удобно (нет точной привязки к конкретному значению), а результата все равно порой приходится ждать по нескольку десятку секунд (пока длинное ффт просчитает, а на большой точности еще много дольще, когда нужно еще и усреднения дождаться..) Мышкой двигать уровень получается очень неудобно - подвинул чуть, подождал пол-минуты, стараясь не шевельнуть мышку, потом сдвинул ее чуть-чуть, стараясь и опять ждешь минуту не шевелясь.
ИМХО обычное перещелкивание "вниз/вверх" нажатием на треугольнички оказывается удобнее, а реально чаще всего пользуешься прямым вводом числа. В этом смысле две окошка (грубо+точно) еще менее удобно.

[minimalman]

Offтопик:

Существует концепция измерения, при которой к синусу подмешиваются его гармоники с небольшой амплитудой в противофазе.

Можно для чайников объяснить, зачем? Компенсировать нелинейности ЦАПа?

[E.Sokol]

ИМХО от "ручек" тут толку немного, пользоваться ими не очень удобно

"Крутилки" - это мой личный фетиш) Но тоже понимаю, что у кого-то могут быть противоположные ощущения. Можно сделать версию pro с чисто текстовым вводом на decimal компонентах. Но необходимо точно определить
а) количество гармоник
б) шаг приращения при нажатии мышкой для амплитуды
в) шаг приращения при нажатии мышкой для фазы
г) нужны ли ещё частоты и сколько
д) нужно ли округление для FFT
е) нужна ли автоматическая подстройка уровня
ж) количество знаков после запятой

---------- Сообщение добавлено 12:24 ---------- Предыдущее сообщение было 12:23 ----------

Можно для чайников объяснить, зачем? Компенсировать нелинейности ЦАПа?

Вопрос не ко мне, я просто сделал то, что попросили.

[s_valentin]

Респект! Сподвигнул брательника т.к. реально ни чего удобного для данной задачи нет. За 5-10мин "очистил" спектр.
Поюзал:
- 0.1дБ по амплитуде - более чем достаточно, 1 градус по фазе - также.
- количество 4-х гармоник иногда не достаточно, причем "палки" могут быть допустим 2,3,5,8,9. Чтобы не загромождать интерфейс, можно количество генераторов гармоник сделать штук 6-8, но предусмотреть цифровое поле для ввода номера гармоники
- на счет "крутилок". Для амплитуды - да, практически бесполезны. Т.к. в первый заход компенсации вбиваешь цифровое значение амплитуды гармоники по измеренной. А далее точная подстройка вверх/вниз с шагом 0.1дБ. А вот с фазой - я бы "крутилки" оставил. При первом заходе ставлю ФФТ поменьше (насколько возможно, для скорости) и грубо выставляешь фазу. А вот затем уже увеличиваешь размер ФФТ и подгоняешь точнее.
- в установившемся (тепловом) режиме гармоники перестают "плавать" и, в принципе, настройка компенсации сохраняется от измерения к измерению (на том-же уровне сигнала). Т.е. имеет смысл сохранять настройки в файл.

---------- Сообщение добавлено 12:37 ---------- Предыдущее сообщение было 12:32 ----------

minimalman, для проведения достаточно точных измерений искажений простыми (дешевыми) методами. Очень подробно описывал Nick в теме про ZD-50. Общий смысл - компенсация искажений ЦАП программным (введением предискажений в сигнал) методом. С режектором (для уменьшения искажений АЦП) этот метод работает вообще замечательно. Один минус - время на настройку компенсации. Но с этой программой - время вполне приемлимое.

[E.Sokol]

имеет смысл сохранять настройки в файл.

Сейчас настройки сохраняются при выходе. Хотя, конечно, более правильно сохранять их явным образом как пресеты.

[s_valentin]

"Крутилки" - это мой личный фетиш) Но тоже понимаю, что у кого-то могут быть противоположные ощущения. Можно сделать версию pro с чисто текстовым вводом на decimal компонентах. Но необходимо точно определить
а) количество гармоник
б) шаг приращения при нажатии мышкой для амплитуды
в) шаг приращения при нажатии мышкой для фазы
г) нужны ли ещё частоты и сколько
д) нужно ли округление для FFT
е) нужна ли автоматическая подстройка уровня
ж) количество знаков после запятой

---------- Сообщение добавлено 12:24 ---------- Предыдущее сообщение было 12:23 ----------

Вопрос не ко мне, я просто сделал то, что попросили.

а) 8-10
б) 0.1дБ
в) 1 градус
г) ?
д) опционально
е) нет. но нужна индикация если вылетаем выше 0дБ (подсветить красным и рядом отображать амплитуду суммы всех сигналов)
ж) для частоты 3, для амплитуд 2, для фазы 1

з) для маркеров сделать 3 генератора. задание частот и амплитуд как в ж)

[E.Sokol]

г) ?

Это я про маркеры

[E.Sokol]

для частоты 3

Это значит, что нажав один раз на стрелочку, значение изменится только на одну тысячную: 1000.000 -> 1000.001. Это именно то, что требуется?

[Meta|_]

E.Sokol,
Иногда очень нужная вещь. Пару раз сам чуть не взялся что-то такое писать.

Можно сделать версию pro с чисто текстовым вводом на decimal компонентах

Ещё круче было бы иметь вообще консольный вариант с конфигом и/или передачей параметров в аргументах командной строки, тогда не придётся ограничивать количество настроек. Но тогда будет неудобно крутить настройки в realtime.

Ну и следующая хотелка - уметь генерить сумму синусов. Впрочем, если не захватывать звуковое устройство эксклюзивно, то это при желании решается запуском нескольких экземпляров программы.

ЗЫ: Под linux, как я понимаю, не соберётся...
Даже под wine с ходу не взлетело.

---------- Сообщение добавлено 13:07 ---------- Предыдущее сообщение было 12:53 ----------

E.Sokol, кстати, маркер-тоны под БПФ подстраиваются если галку поставить?

[E.Sokol]

ЗЫ: Под linux, как я понимаю, не соберётся...
Даже под wine с ходу не взлетело.

Так WASAPI же. Даже .NET Core не спасёт. Но стопудова консольные решения под Линукс уже есть - Csound как минимум.

маркер-тоны под БПФ подстраиваются если галку поставить?

Нет. Но зная нужную частоту, её можно Ctrl+V после двойного щелчка.

---------- Сообщение добавлено 15:25 ---------- Предыдущее сообщение было 15:22 ----------

Или тоже можно подстраивать, или ещё одну галочку завести. Не знаю, как правильнее.

---------- Сообщение добавлено 17:49 ---------- Предыдущее сообщение было 15:25 ----------

ИМХО от "ручек" тут толку немного, пользоваться ими не очень удобно (нет точной привязки к конкретному значению), а результата все равно порой приходится ждать по нескольку десятку секунд (пока длинное ффт просчитает, а на большой точности еще много дольще, когда нужно еще и усреднения дождаться..) Мышкой двигать уровень получается очень неудобно - подвинул чуть, подождал пол-минуты, стараясь не шевельнуть мышку, потом сдвинул ее чуть-чуть, стараясь и опять ждешь минуту не шевелясь.
ИМХО обычное перещелкивание "вниз/вверх" нажатием на треугольнички оказывается удобнее, а реально чаще всего пользуешься прямым вводом числа. В этом смысле две окошка (грубо+точно) еще менее удобно.

Забыл написать - кнопками ←↑↓→, Pg Up, Pg Dn с клавиатуры тоже крутить можно, дискретно. И непосредственное значение вбивать тоже можно. Мышкой - это для скорости, а крутилка заодно ещё и роль стрелочного индикатора выполняет.

[minimalman]

Общий смысл - компенсация искажений ЦАП программным (введением предискажений в сигнал) методом.

А чем это настраивать? АЦП классом выше? Тогда ведь можно сделать прожку, чтоб она автоматом всё выравнивала в лупе, будет ли такой "обновлённый" клирфактор сохраняться во времени?
Или компенсируются гармоники связки ЦА/АЦП, для удобства чисто?

[Alex]

Или компенсируются гармоники связки ЦА/АЦП, для удобства чисто?

Если АЦП без режектора - да, поэтому без него смысла в таком генераторе мало.

Ну и следующая хотелка - уметь генерить сумму синусов.

Мультитон, в смысле?

[Meta|_]

Или тоже можно подстраивать, или ещё одну галочку завести.

Вторую галку вряд ли надо. Трудно себе представить, кому понадобится включить одну галку, но не включать вторую.

Мультитон, в смысле?

Ага.

---------- Сообщение добавлено 17:04 ---------- Предыдущее сообщение было 16:57 ----------

Csound как минимум.

Спасибо, тоже хорошая штука.
Кстати, похоже, есть под все распространённые ОС включая мобильные: https://csound.com/download.html

---------- Сообщение добавлено 17:06 ---------- Предыдущее сообщение было 17:04 ----------

Если АЦП без режектора - да, поэтому без него смысла в таком генераторе мало.

Если заморочиться с выравниванием уровней и импедансов, то гармоники АЦП тоже можно компенсировать. Но это геморрой-геморрой, конечно...

[maxssau]

А есть результаты в железе? Идея хорошая

[Alex]

Ага.

Ну если на компе, то АРТА умеет генерить мультитон.
А свой автономный Генератор тоже научил

Если заморочиться с выравниванием уровней и импедансов, то гармоники АЦП тоже можно компенсировать.

Зависит от задачи.

[E.Sokol]

Ну и следующая хотелка - уметь генерить сумму синусов.

Тоже делал такое, но только в виде мат. модели. Частоты, естественно, не задаются вручную - это слишком банально. Задаётся начальная и конечная частоты, между которыми в логарифмическом масштабе распределяется заданное количество частот. Идея, кстати, тоже Валентина) Ещё он также предлагал округлять их к простым числам, но тут уже возникают неоднозначности.