Читать онлайн «Измерение динамической вязкости жидкости по затуханию колебаний камертона. Получение и демонстрация осциллограмм и спектров звуковых сигналов с помощью звуковой карты и быстрого преобразования Фурье»

Ïîëó÷åíèå èФизическое äåìîíñòðàöèÿ îñöèëëîøðàìì образование è ñïåêòðîâ в ВУЗах. Т. 8, № 4,çâóêîâûõ 2002 ñèãíàëîâ 1 ñ ïîìîùüþ çâóêîâîé êàðòû è áûñòðîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ Ôóðüå Получение и демонстрация осциллошрамм и спектров звуковых сигналов с помощью звуковой карты и быстрого преобразования Фурье Н. М. Нагорский , М. В. Семенов, А. А. Якута Физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова 119992, г. Поясняется принцип работы программного обеспечения. Приводятся примеры осциллограмм и спектров. При чтении раздела «Механика» курса общей физики в разделе «Акусти- ка» обсуждаются различные характеристики звука, а также вводится понятие ча- стотного спектра периодической функции времени применительно к анализу зву- ковых сигналов (напр. , [1]). При этом обычно показываются классические лекци- онные демонстрации (анализ звуковых колебаний с помощью электронного ос- циллографа и др. – см. , напр. , [2]). Однако, для лучшего усвоения данного матери- ала студентами полезно предоставить им возможность и слухового, и визуального восприятия информации, одновременно демонстрируя осциллограммы и спект- ры разных звуков: человеческого голоса, гамм, исполняемых на всевозможных музыкальных инструментах, а также различных мелодий. С этой целью нами была разработана новая демонстрационная установка, состоящая из компьютера типа IBM PC со звуковой картой, микрофона, актив- ных колонок и соответствующего программного обеспечения. Для обработки сигналов, управления установкой и демонстрации результа- тов была написана специальная компьютерная программа, – мы назвали ее «Спек- трограф», – работающая в операционной системе Windows. Звуковые данные она получает подобно стандартным звукозаписывающим программам для Windows, используя звуковую карту. Это позволяет направить на вход программы звуковой поток с любого устройства, поддерживаемого звуковой картой (например, с мик- рофона), а также смешивать звуки, поступающие с различных устройств. Настрой- ка входа производится с помощью любого микшера Windows; это может быть, на- пример, входящая в состав операционной системы стандартная программа «Регу- лятор громкости» (файл «Sndvol32. exe» в домашней директории Windows), кото- рая позволяет регулировать громкость, уровень записи, устанавливать для записи 2 Í. Ì. Íàãîðñêèé , Ì. Â. Ñåìåíîâ, À. À. ßêóòà различные устройства (рис. 1). В частности, если установить для записи устрой- ство «Mixed Output», то на вход «Спектрографа» будет поступать такой же звуко- вой поток, какой идет с выхода звуковой карты.