测试计算机声卡双通道录音的频率特性

Posted 2021-11-10 卓晴

简 介： 测量了台式计算机声卡采集信号的频带宽度，这位之后的实验打下基础。

关键词： 声卡，截止频率，低频，高频

 

§01 声卡录音

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  利用计算机声卡作为信号的捕捉工具，可以获得比起示波器采集数据更加深度存储的数据。使用示波器（DS6104）可以获得1400点的各种采集频率的数据，的确在处理一些数据的时候这个采集深度比较浅。

  下面通过实测来荒厄声卡采集信号波形的带宽，也就是低频和高频的截止频率。

一、采集数据典型数据

1、采集方波信号

信号参数：

频率：1kHz
幅度：±0.5V

▲ 图1.1.1 信号波形

▲ 图1.1.2 采集声卡波形

二、采集正弦波形

▲ 图1.1.3 正弦波形

▲ 图1.1.4 声卡采集到的正弦波形

二、测量低频截止频率

1、采集1Hz波形

▲ 图1.2.1 采集1Hz对应的波形

2、采集2Hz波形

▲ 图1.2.2 采集2Hz对应的波形

3、采集3Hz波形

▲ 图1.2.3 采集3Hz信号波形

4、采集4Hz波形

▲ 图1.2.4 采集到4Hz信号波形

5、采集扫频信号

扫频信号参数：

起始频率：1Hz
截止频率：10Hz
扫描时间：10s

▲ 图1.2.5 采集扫描频率信号

■ 测量结论

  根据前面测量的结果，可以初步估计到声卡采集的低频截止频率大约为3 ~ 4Hz。

三、测量高频截止频率

1、测量扫频频率

频率扫描参数：

起始频率：10kHz
截止频率：100kHz
扫频时间：10s

▲ 图1.3.1 采集到的扫频波形

频率扫描参数：

起始频率：10kHz
截止频率：50kHz
扫频时间：10s

▲ 图1.3.2 采集到的扫频波形

  通过上面对应的时长，可以初步测量到截止频率为：

$$f_{hp}=\frac{50k\times 176}{860}=10.233kHz$$

四、直流隔离

  通过前面对于低频截止测量，可以看到声卡具有隔直功能。下面通过具体测量加以证实。

1、输入信号

  输入具有直流分量的正弦波信号。

输入信号参数：

幅值：1Vpp
频率：1kHz
直流偏移量：0.5V

▲ 图1.4.1 具有直流分量的正弦波

2、声卡采集波形

  下面是声卡采集到的波形，可以看到它已经没有了直流偏移量了。

▲ 图1.4.2 声卡采集到的波形

 

§02 实验结论

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  利用计算机的声卡采集外部输入的音频信号。具体采集软件使用了Audacity录音软件。

  通过测量，可以知道：

• 声卡的低频截止频率大约3Hz；
• 声卡的高频截止频率为10.233kHz；

  声卡获得信号的交流分量，直流分量被隔离去除掉。

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● 相关图表链接:

• 图1.1.1 信号波形
• 图1.1.2 采集声卡波形
• 图1.1.3 正弦波形
• 图1.1.4 声卡采集到的正弦波形
• 图1.2.1 采集1Hz对应的波形
• 图1.2.2 采集2Hz对应的波形
• 图1.2.3 采集3Hz信号波形
• 图1.2.4 采集到4Hz信号波形
• 图1.2.5 采集扫描频率信号
• 图1.3.1 采集到的扫频波形
• 图1.3.2 采集到的扫频波形
• 图1.4.1 具有直流分量的正弦波
• 图1.4.2 声卡采集到的波形