Utilizarea placilor de sunet la achizitia de date

Utilizarea placilor de sunet la achizitia de date

Uneori, placile de sunet ale calculatoarelor personale sunt utilizate pentru achizitia semnalelor audio analogice. In toate cazurile, acestea sufera limitari serioase cand se doreste achizitia de date.

Placile de sunet prezinta cuplaj in c.a. prin intermediul condensatoarelor serie de pe calea de semnal. Tipic, frecventa de taiere a filtrelor trece-sus este mai mare de 20 Hz, facand imposibila inregistrarea formelor de unda continand componenta continua sau componente de foarte joasa frecventa.

Functiile LabVIEW care permit lucrul cu placa de sunet se afla in subpaleta Graphics & Sound din paleta de functii.

Pentru configurarea si controlul unei placi de sunet sunt utilizate functiile de tip Sound Input si Sound Output.

Functia SI Config configureaza o placa de sunet pentru operatia de intrare a sunetului. Dupa configurare, pot fi utilizate functiile SI Start si SI Read pentru a transfera date de la un dispozitiv.

Sound format specifica modul in care este setata operatia de sunet (mono sau stereo), seteaza frecventa de esantionare (8000, 11.025, 22.050 sau 44.100 kS/s) si numarul de biti pe care este reprezentat sunetul (8 sau 16 biti pe esantion).

Buffer size reprezinta dimensiunea buffer-ului intern pe care LabVIEW-ul il foloseste pentru a transfera date de la un dispozitiv. Daca este receptionata o eroare de suprascriere, dimensiunea acestuia trebuie crescuta. Valoarea implicita este 8192 biti.

Task ID out returneaza un numar de identificare asociat cu configuratia specificata a placii. Task ID out poate fi pasat catre alt IV pentru operatii de intrare a sunetului.

Functia SI Start initiaza o placa de sunet sa acumuleze datele de intrare. Daca placa se gaseste in operare, apelarea acestui IV nu are nici un efect.

Functia SI Read citeste date de la o placa de sunet. Daca datele au ajuns in buffer, functia returneaza datele dupa bufferare. Daca nu, functia asteapta pana la sosirea datelor.

Daca, din diverse motive, datele ne-bufferate sunt suprascrise, ele nu vor mai fi returnate. In schimb, orice eroare de suprascriere va fi raportata.

Functia SI Stop initiaza o placa de sunet sa inceteze acumularea datelor de intrare. Datele colectate raman in bufferul sistemului si pot fi citite cu SI Read. Daca placa nu se mai afla in operare, apelarea acestui IV nu are nici un efect.

Functia SI Clear inchide operatia de sunet asociata cu task ID in si returneaza toate resursele pe care le utilizeaza placa de la sistemul de operare.

Functia SO Config configureaza placa pentru operatia de iesire a sunetului. Dupa utilizarea acestui IV la configurarea placii, aceasta va fi in modul de pauza.

Functia SO Write scrie date catre placa de sunet asociata cu task ID in. Daca dispozitivul este deja in functionare, datele se vor deplasa imediat in buffer.

Functia SO Start initiaza o operatie de iesire a sunetului asociata cu task ID in. Daca dispozitivul este deja in functionare, apelarea acestui IV nu are nici un efect. Daca dispozitivul se afla in pauza, IV-ul continua operatia de iesire.

Functia SO Pause trece in modul de pauza placa de sunet asociata cu task ID in.

Functia SI Stop intrerupe imediat operatia de iesire a sunetului asociata cu task ID in.

Functia SO Wait asteapta pana cand placa de sunet termina de emis toate datele pe care le-a primit.

Functia SO Volume seteaza volumul placii. Volumul se specifica printr-un numar intreg pe 16 biti, fara semn, in canalul drept si canalul stang, minimul fiind 0, iar maximul fiind 65.535.

Functia SO Clear inchide operatia de sunet asociata cu task ID in si elibereaza orice resursa pe care dispozitivul o utilizeaza de la sistemul de operare.

Functia SO Set Num Buffers seteaza numarul de buffere asociate cu task ID in.

Dezavantajele placilor de sunet fata de cartelele de achizitie

• Masurarea tensiunilor continue nu este posibila. Placile de sunet utilizeaza condensatoare pe calea de semnal, astfel incat orice tensiune continua este rejectata. De asemenea, exista o limitare in ceea ce priveste frecventa minima a semnalului aplicat unei placi de sunet, din cauza caracteristicii de tip trece-sus a condensatoarelor de pe linia de semnal.
• Impedanta de intrare este mica. Masurarile se fac prin intrarea de linie (line input). Placile de achizitie de date au impedante de intrare de la 1 la 10 MΩ, pe cand placile de sunet prezinta o impedanta de intrare mult mai mica (600 - 47 kΩ). Pentru o sensibilitate mai buna, ar putea fi utilizata intrarea de microfon, insa nivelul de zgomot este mai mare, iar multe placi de sunet furnizeaza o tensiune pentru alimentarea microfonului. Daca se utilizeaza aceasta intrare, este necesar un condensator pentru a bloca tensiunea de iesire furnizata.
• Cartelele de achizitie de date pot masura tensiuni cu o precizie ridicata (±1 % sau chiar mai buna). Mai departe, ele asigura diferite domenii de masurare. In schimb, nivelul de inregistrare pentru placile de sunet se realizeaza printr-un reglaj de volum (slider). Nu exista calibrare initiala, aceasta fiind realizata de utilizator.
• Intrarea de microfon este mult mai sensibila. Sunt adecvati numai senzorii cu iesire in tensiune alternativa de nivel mic si impedanta de iesire mica.
• Nu exista facilitati de triggerare. Placile de achizitie de date pot astepta pentru un asa-numit "eveniment de triggerare" (trigger event), care sa initieze capturarea datelor. Intr-o oarecare masura, la placile de sunet, aceasta limitare poate fi suplinita prin software, insa problema calibrarii ramane, iar nivelul de triggerare nu va fi foarte precis.
• Sunt disponibile numai doua canale de achizitie. Echipamentul audio profesional prezinta diferite intrari, de exemplu, intrari XLR simetrice.

Avantajele placilor de sunet

• Un avantaj clar al placilor de sunet fata de multe cartele de achizitie de date este acela ca doua canale sunt capturate in acelasi timp, utilizand doua convertoare analog-numerice sau cel putin doua circuite de esantionare-memorare. Multe cartele de achizitie utilizeaza un singur convertor analog-numeric si un multiplexor.