Analizator widma audio FFT DIY: 3 kroki

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Analizator widma FFT to sprzęt testowy, który wykorzystuje analizę Fouriera i techniki cyfrowego przetwarzania sygnałów w celu zapewnienia analizy widma. Stosując analizę Fouriera, możliwe jest przekształcenie jednej wartości na przykład w ciągłej dziedzinie czasu w ciągłą domenę częstotliwości, w której zawarte są zarówno informacje o amplitudzie, jak i fazie.

Krok 1: Budowanie

Opisywane urządzenie jest właśnie takim analizatorem widma, który jest wykonany za pomocą mikrokontrolera Arduino. Jak widać, urządzenie jest bardzo proste i zawiera tylko kilka elementów:

- Arduino nano

- wyświetlacz LCD o rozdzielczości 128 na 64 piksele (ST7920 128x64 LCD)

- Dwa rezystory (10KOhm)

- potencjometr (10KOhm) i

- kondensator (1 mikroF)

Wejście audio do Arduino znajduje się na A0, z odchyleniem w punkcie środkowym o 10K do masy i 10K do +5V. Na wejściu możemy też ustawić potencjometr do sterowania amplitudą sygnału wejściowego. Kod jest również prosty i wykorzystuje bibliotekę „fix_fft”, która została stworzona w tym celu

Krok 2: Testowanie

Film opisuje kilka przypadków, w których przeanalizowano różne rodzaje sygnałów:

Podczas analizy sinusoidalnego sygnału wejściowego nośna jest wyraźnie widoczna, a zmieniając częstotliwość generatora sygnału zmienia się również położenie nośnej. Jeśli wprowadzimy na wejście sygnał prostokątny, na analizatorze widma wyraźnie widać sygnał podstawowy, a także trzy nieparzyste harmoniczne x3, x5 i x7. Jeśli na wejście wprowadzimy sygnał muzyczny audio, to urządzenie to tak naprawdę graficzny analizator dźwięku, który można spotkać w droższych urządzeniach audio

Krok 3: Schemat i kod

Ostatecznie cały zespół jest umieszczony w odpowiednim pudełku. Nie jest to profesjonalne narzędzie, ponieważ ma niską rozdzielczość i zakres częstotliwości, ale może służyć jako świetne narzędzie edukacyjne.