¿Cómo usaría un osciloscopio para medir señales de sonido? [cerrado]

necesita un micrófono de condensador y algunas partes en un circuito como este:     

Necesitarás un micrófono y un preamplificador. Usted puede hacer o comprar si uno no está disponible. Hay módulos de preamplificador baratos disponibles y cajitas. SSM2167 es un chip preamplificador. Otro (Sparkfun BOB-12758 ) está fácilmente disponible (al menos en América del Norte) durante la noche e incluye un micrófono electret.

Si su osciloscopio tiene capacidad FFT es posible que pueda observar directamente el cambio Doppler en el dominio de la frecuencia. De lo contrario, su osciloscopio puede tener una función de medición de frecuencia o período que facilitará la medición de las formas de onda provenientes de su micrófono / preamplificador.

La elección de una alta frecuencia de audio es clave, ya que el efecto Doppler de audio es pequeño. Pero los transductores que elija influyen en la frecuencia óptima, ya que algunos tienen una respuesta pobre a una frecuencia más alta. Seleccionar los transductores adecuados y tener un osciloscopio capacitado hace que este proyecto sea fácil.

Lista de equipos:

• Generador de funciones HP3310A (un generador genérico de funciones seno / cuadrado / triángulo)
• Altavoz dinámico para PC (arrancado de una PC antigua de 2.5 "de diámetro)
• Transductor de audio piezoeléctrico pasivo
• Osciloscopio (Hantek DSO5202P)

El piezo a mano no es óptimo (no como se muestra a continuación). Su cubierta de plástico resuena a 3.596 kHz, que es donde se llevó a cabo este experimento. El piezo se conectó directamente a una entrada del osciloscopio y proporcionó una amplitud de señal amplia. Su resonancia filtra adecuadamente el ruido de la habitación:
El generador de funciones acciona el altavoz electrodinámico directamente con una onda sinusoidal (molesto) a la frecuencia resonante del transductor piezoeléctrico: 3.596 kHz. El piezo proporciona una amplitud de voltaje adecuada para realizar mediciones en el osciloscopio, incluso a una distancia de 1 metro del altavoz. El piezo es lo suficientemente pequeño como para que se pueda mover más cerca o más lejos del altavoz: el cable de la sonda del osciloscopio también es lo suficientemente largo y flexible.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab} - La configuración del osciloscopio es clave para ver o medir el efecto Doppler. El cambio en la frecuencia no es grande a medida que el piezo se mueve. Nivel de activación se estableció en DC y se ajustó cuidadosamente a 0 V, donde la onda sinusoidal cruza el eje. El disparador AC probablemente también sea bueno. La fuente de disparo fue del piezo (CH2).
Para ver el pequeño cambio en la longitud de onda que produce el doppler, velocidad de barrido se configuró en 20 us / div. Esto da una resolución de tiempo decente.
Ahora aquí está la parte crítica: este osciloscopio permite la visualización de la forma de onda mucho después del punto de disparo. La posición horizontal se estableció de modo que el punto de activación fuera 10.00 milisegundos antes del centro de visualización. Eso significa que casi 36 ciclos no se muestran (son invisibles, apagados hacia el lado izquierdo) en la siguiente gráfica. La forma de onda persistencia de visualización se ha establecido en un segundo, por lo que las variaciones del período de onda sinusoidal son visibles. Esto realmente no es necesario, puede juzgar estas variaciones a simple vista:

Sielpiezosemantieneinmóvila20cmdelaltavoz,seveunaondasinusoidalúnica,sinvariaciónenelperíodo.Amedidaqueelpiezoseacercaosealeja,elperíodocambia(máscortoomáslargo).Estagráficadeosciloscopiomuestraunavariacióndelperíododeaproximadamente28microsegundos.Estoresultódemoverelpiezoaunestimadode+/-0.2m/s.Esosedebealdoppler.(Misoídostodavíasuenan).

Bien,experimentohecho-vamosacalcular.Elmovimientodelreceptorpiezoeléctricoprovocóuncambiodeperíodode28microsegundosdespuésde10.000microsegundosdesdeelpuntodeactivación.Esosedebeaacercarseademásdealejarse.Esaesunaparteen \ $ 2.8 x 10 ^ {- 3} \ $ .
Velocidad del sonido en el aire 343 m / s.
Diferencia de velocidad de piezo (moviéndose hacia adentro + moviéndose hacia afuera) = \ $ 343 * 2.8 x 10 ^ {- 3} \ $
Velocidad de piezo = \ $ \ frac {0.96} {2} \ $ metros por segundo, asumiendo que velocidad de entrada = velocidad de salida. Así que mi estimación de 0.2 m / s fue demasiado lenta.
Tenga en cuenta que la frecuencia de 3595 Hz solo cambia en una pequeña cantidad. Es muy difícil de ver, si solo estás mirando un ciclo. El desplazamiento del tiempo de visualización proporcionado por los 10 milisegundos de disparo previo hace posible una medición.

Puede utilizar un mezclador, homodiando la señal de retorno (que tiene un pequeño cambio Doppler) con la señal transmitida.

Suponiendo que la salida del mezclador está acoplada en DC (el mezclador activo NE602 está en acoplamiento DC), notará algún cambio en los voltajes de salida (diferenciales) a medida que se mueve su objetivo.

Si tienes un gran cambio Dopper, verás las notas de la batidora, no solo los cambios de voltaje.