[linux-l] Suche: Frequenzgenerator/analyzer.

Do Mär 15 14:33:38 CET 2007

Hi,

On Thu, Mar 15, 2007 at 01:17:17PM +0100, Norm at nSteinbach wrote:
> Oliver Bandel wrote:
> >>so wie ich das sehe, scheinen PCs oder überhaupt digitale 
> >>Frequenzgeneratoren für meine Versuche nicht geeignet zu sein,
> >Wenn Du mal sagen würdest,WAS GENAU Dumachen willst,
> >was ausserdem die Information der genauigkeit,die Du erreichen
> >willst, beinhaltet, dann könnte man dazu vielleicht merh sagen.
> >Ob PC oder externes Gerät. ALLE haben Abweichungen vom Ideal,
> >und Deine Sachen, die Du machen willst, die sind vielleicht
> >garnicht soooogenau, wie Du denkst, daßsiesein müssten?
> 
> Ich möchte mit dem Audio-Signal bestimmter Frequenzen die in der Natur 
> vorkommen (der Kammerton a ist das bekannteste Beispiel) und dessen 
> Wirkung auf die Umwelt ein paar Versuche anstellen, nichts wo ich mir 
> schon genauer Gedanken drüber gemacht hätte. Ich habe eine 
> Frequenztabelle, und was die einzelnen Frequenzen bewirken werde ich 
> herausfinden. Schließlich ist es praktisch ausgeschlossen dass es im 
> Bereich einige hundert Hertz bis wenige kilohertz irgend eine modulation 
> gibt, die kurzfristig ernsthafte schäden zufügen könnte, also ist dieses 
> herumexperimentieren ein faszinierendes feld...
[...]

Ob es Schäden hervorrufen kann oder nicht,
hängt vom Schalldruck ab... ;-)

...tiefer Bass in hoher Lautstärke...
...das kann ernsthafte Gesundheitsschäden verursachen.

> 
> >>außer ich 
> >>hätte z.B. eine Atomuhr als Taktgeber, was das ganze aber zu aufwändig 
> >>macht.
> >Ja,und das ganze für< 200Euro, ja?
> Nein, natürlich nicht. Das wäre für mich die Schlussfolgerung, dass ich 
> mich auf analoge Methoden konzentrieren muss, die etwas ähnliches 
> bewirken, und sei es eine aufnahme der frequenzen mit einem 
> kassettenrecorder...

Kassettenrekorder?
Der wird Dir unter Garantie schlechtere Ergebnisse liefern.
Es gab mal DAT-Rekorder und die hatten bessere Eigenschaften
als die heutigen CDs. Höhere Samplerate usw. und keine
verlustbehaftete Kompression a la mp3.

Das ist digital, aber sichrlich für hohe Qualität sehr gut.

Und wenn Du dann die billigsten Mikrofone nimmst,
dann ist der gute Sound nicht zu erreichen ;-)

Oder stört Dich der Klirrfaktor (Verzerrungen) nicht?!

Ein einigermassen brauchbares Mikrofon kann auch schon um
die 100 Euro kosten.

Kommt eben immer drauf an, was man erreichen will und welche Genauigkeit
man haben muss. Und welche Genauigkeit von was (welcher Parameter).

> 
> >>Schade, ich dachte man bekäme mit Rechner-Hardware heutzutage die 
> >>Präzision einer Stimmgabel bereits hin (erweitert um die Variabilität 
> >>der digitalelektronik)...
> >Ich denke schon, diese Genauigkeit bekommt man hin.
> >Und wie genau ist eine Stimmgabel?
> > [...]
> >Die Stimmgabel sollte also kein Problem sein.
> Gut, dann also doch digital :-) Oswald hat da schon einige Programme 
> genannt, die
> 
> >Erzeuge *.wav und probiere es aus, dann Deine Soundkarte damit zufüttern.
> >Dann brauchst Du noch nicht mal eine spezielle Software,
> >WAV ist ASCII, daskannst Du mit nemkleinen Perl-Scriptchen selbst erzeugen.
> Nun müsste ich nurnoch Perlscripte schreiben können ;-)
> 

Das kann man ja lernen ;-)
Kannst ja auch C nehmen oder OCaml ;-)
Oder wenn Du das mit ner Shell machen willst ;-)

Für Programmierer empfiehlt es sich, in mehreren Sprachen
programmieren zu können.
Für NICHT-Programmierer empfiehlt es sich aber,IMHO,
mindestens eine Programmiersprache zu beherrschen,
als Ergänzung zu dem, was man im Mathe-Unterricht in
der Schule gelernt hat, sozusagen ;-)

Und das meine ich ernst!
Das ist nicht als Scherz gemeint.

Und wenn es nur Excel-Makros sind, aber wenigstens
irgend eines solcher Programmier-Sachen sollte man schon
beherrschen.
(Nicht, daß ich Excel als einziges empfehlen würde; ;-)
  dann nimm halt irgend ein Basic oder so.)

> >Wenn Du Dir Deinen Takt als Teiler-/Multiplikator aus dem Bustaktableiten
> >willst (mit PLL usw.) dann sind das zwar immer ganzzahlige 
> >Teilerverhältnisse,
> >aber man hat genug Reserve fürAudio, denke ich.
> Es geht schon darum, z.B. genau 140,25Hz zu haben - weder 140,24 noch 
> 140,26 wären in dem Falle ausreichend. 140,2509Hz wären noch okay, denke 
> ich.  Ist das mit einer Soundkarte möglich?

1.: Bist Du sicher, daß es so genau sein muß?
    Darf ich aus Deinem "denke ich" schliessen, daß Du Dir nicht
    sicher darüber bist?!

2.: Wenn man die einzelnen Samples, die ausgegeben werden,
    konkret vorgeben kann (das sollte eigentlich machbar sein,
    wenn die Karte das nicht noch verwurschtelt, was ich nicht weiss,
    ob das die eine oder andere Karte macht), sollte sowas *vielleicht*
    machbar sein.
    Es gibt allerdings das Problem, daß Dein Quartz/Quartz-Oszillator
    möglichst immer auf der gleichen Temperatur betrieben werden müsste ;-)
    Sonst sitzt Du zu Hause und stellst Deine Audio-Dateien zusammen
    und im Freien dann, wenn Du irgendwo Deinen Rechner mit in den
    Schilf genommen hast Du Deine Frösche zum quaken animieren willst,
    liegt Deine Frequenz schon aufgrund der Temperaturänderung woanders ;-)
    (ich glaube aber nicht, daß das in dem Falle entscheidend ist,
     da selbst die Frösche sicherlich fehlertoleranter sind, als wir
     Menschen ;-))

    Wenn man annimmt, daß das auch wieder kompensiert werden kann,
    dann musst Du das aber auch erst mal mit einem geeigneten Laborgerät
    nachmessen (die PTB kann Dir dabei vielleicht helfen ;-))
    dummerweise kannst Du die PTB nicht mit ins Schilf nehmen ;-)

Welche anderen Parameter neben der Frequenz
müssen denn auch noch so (und wie) genau sein (Phasenrauschen usw.)?

Was willst Du denn so genau haben?
Deine Messungen, oder Deine Ausgaben auf den Lautsprecher?

> 
> >Ich würd's per *.wav einfach mal ausprobieren und wenn es für Dich genau 
> >genug
> >ist, brauchst Du garnix groß bauen -ausser, Du willst das gerne. ;-)
> Ich hatte von vornherein an ein einfachstes low-cost-setup gedacht,

Also Programmieren lernen und Audio-Files erzeugen.

> auch 
> reichen meine Programmierkenntnisse für das erstellen eines 
> .wav-perlscripts nicht aus.

Dann musst Du sie Dir wohl aneignen.

> Daher suchte ich ja von vornherein nach 
> einer fertigen Software-Anwendung was ich in meinen eingangspost glaube 
> ich auch dazugeschrieben hatte.

Wenn die kosntenfrei sind, dann helfen die vielleicht weiter.

Nur sollten die dann auch die Möglichkeiten haben,
die Ausgangsfrequenz(en) auch zu shiften/pitchen,
um Toleranzen der Oszillatorfrequenz auszugleichen.

Aber vielleicht gibt es ja auch Sound-Karten mit
speziellen Quarzen und Temperaturregelung usw.
aber die wirst Du auch nicht für lau bekommen.

Ich bezweifle erst mal, daß Du so eine hohe Genauigkiet wirklich brauchst.

Von Wichtigkeit wäre auch, ob es Dir um eine relative oder
absolute Genauigkeit der Frequenz geht.
Sollen nur unterschiedliche Frequenzen relativ zueinander
genau sein, oder auch wirklich mit der Absolutfrequenz-Genauigkeit
so, wie Du es oben forderst, übereinstimmen?

Das hängt ja von dem ab, was Du eigentlich machen willst.

Da Deine Experimente eh noch nicht genau ausgearbeitet sind,
Deine eigentliche Fragestellung also noch unklar ist, mag es
sein, daß Du Deine Genauigkeitsforderung vorsichtshalber
schon mal etwas höher angesetzt hast.
Das finde ich prinzipiell schon mal gut, aber es kann dann
auch teurer werden ;-)

> Hier werden halt immer erstmal alle 
> anderen Möglichkeiten ausgelotet - auf die Gefahr hin, dass man bei 
> Fehlertoleranzen landet, die um Dimensionen höher als benötigt liegen...
> ...Wie bereits geschrieben geht es um ein Audiosignal.

Die Frequenz ist nicht das alleinige Merkmal,
das man bei so einem Signal nennen kann.
Es gibt Verzerrungen und Rauschen etc.
und das alles lässt Du unberücksichtigt.

Deswegen wundere ich mich über soeine hohe Forderung bzgl.
der Frequenzgenauigkeit.

Deswegen sollte mal geklärt werden, wie genau es denn wirklich
sein muss.

Im Studiobetrieb die Audio-Freaks z.B. arbeiten
mit 24 Bit Auflösung, Du kommst mit vermutlich um die
16 Bit daher (oder weniger, je nach Karte; viell.sogar auch mehr).
Und die Abtastfrequenzen sind im Studiobereich auch wesentlich
höher als die 44.1 kHz der CDs.
Und ja, das ist dann auch alles teurer als zu Hause auf dem
0815-PC ;-)

Abgenommen, alle Deine Forderungen kannst Du per Programm/Audiodaten-Files
vorgeben (also indem Du Abweicdhungen der Oszillatorfrequenz durch geänderte
Audiodaten korrigierst).
Wie willst Du denn die Abweichungen von der Frequenzmessen, wenn Du kein
entsprechendes Messlabor hast?
Du kannst dann also theoretisch Deine Genauigkeitsforderung sehr gut erfüllen,
weil Du Abweichungen per Software ausbügeln kannst,
aber nicht prüfen, ob das, was Du tust, auch das ist, was Du haben willst
(absolute Frequenzvorgabe).

Und wenn Du es könntest, im Labor, bei bestimmten Randbedingungen,
was machst Du, wenn Dein Quartz nicht temperaturstabilisert ist
und Du dann im feuchten, kalten Schilf hockst?!

Und dieses Problem hast Du bei analogen Generatoren ebenfalls.
Da hast Du dann übrigens die Möglichkeit, JEDE Frequenz einzustellen
(analog, nicht digital gerastert), nur ob Du diese auch tatsächlich
stabil halten kannstund sie Dir nicht weg driftet, das ist dann ein
anderes Problem ;-)

Gruß,
   Oliver