近年來電腦虛擬儀器的發(fā)展很快。在飛速發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)支持下，“軟件即儀器”的理念得到了充分的發(fā)揮。計算機(jī)加軟件配合合適的AD/DA界面和傳感器/控制器，就可以完成形形色色的傳統(tǒng)儀器的所有功能，應(yīng)用領(lǐng)域遍及現(xiàn)代科技的各個方面，大有星火燎原之勢。而且由于其成本較低，升級容易換代快，維護(hù)簡單，特別是數(shù)據(jù)的采集、分析、管理做到了智能化，大大提高了工作效率，在科研、計量、工控、自控等應(yīng)用上特別受青睞，發(fā)展勢頭已將傳統(tǒng)儀器遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋在了后面，并將持續(xù)下去。
但是一般的虛擬儀器對于普通電子愛好者來說仍然是太昂貴了，而且由于通用的虛擬儀器要考慮高速信號，往往采用高速低分辨率的AD/DA芯片，一般分辨率只能達(dá)到8至12位，這對于電子愛好者常用的音頻領(lǐng)域恰恰不夠精確。
在現(xiàn)代多媒體電腦上，聲卡已經(jīng)成為一個必不可少的重要組成部分，它給我們提供了豐富多彩的視聽娛樂和有聲交流功能，使“多媒體”的名稱名副其實。但是你是否知道，利用聲卡高精度的AD/DA變換界面，加上合適的軟件，就可以構(gòu)成功能十分強(qiáng)大的音頻（超音頻）虛擬儀器呢？并且，如果使用足夠好的聲卡，配合比較簡單的擴(kuò)展設(shè)備和傳聲器/放大器，再選用本文介紹的軟件，將是目前音頻虛擬儀器的最強(qiáng)、最佳選擇。
限于篇幅和時間，本文主要介紹一些原則性的測試方法，期望起到拋磚引玉的作用，給有興趣的愛好者引個路。具體的應(yīng)用還需要大家不斷學(xué)習(xí)、探索，詳細(xì)的軟件應(yīng)用方法將在2004年《無線電》雜志以及本站連續(xù)刊登介紹。
1.聲卡的選擇
聲卡擔(dān)負(fù)著模擬信號進(jìn)出大門的重任，其性能如何，對虛擬儀器的精度有著最直接的影響，因此選擇合適的聲卡是非常有必要的。
從分辨率看，一般電腦多媒體聲卡為16位，取樣頻率為44.1/48KHz，而現(xiàn)在的主流中高檔聲卡大多具備了96KHz/24bit的取樣精度，好的專業(yè)聲卡甚至能達(dá)到輸入/輸出兼?zhèn)涞?92KHz/24bit取樣精度。
從音頻處理的技術(shù)指標(biāo)看，許多質(zhì)量良好的廉價聲卡已經(jīng)超越了一般模擬儀器，而高檔的專業(yè)聲卡更是具有極其優(yōu)異的指標(biāo)。這也不奇怪，因為專業(yè)聲卡本身就是為專業(yè)的錄音、監(jiān)聽、音頻處理而設(shè)計的，是音頻傳播的門檻，理應(yīng)具有良好的素質(zhì)。例如，頂級的專業(yè)聲卡頻率響應(yīng)可以從幾Hz平坦地延伸到數(shù)十KHz至接近100 KHz，波動在正負(fù)0.1dB以下，噪聲水平在-110dB以下，動態(tài)范圍大于110dB，總諧波失真和互調(diào)失真遠(yuǎn)小于萬分之一，通道分離度能達(dá)到100dB……這樣的聲卡已經(jīng)超越了絕大多數(shù)模擬設(shè)備的指標(biāo)，足以應(yīng)付最苛刻的應(yīng)用要求，也足以勝任高精度電腦音頻虛擬儀器的要求，乃至于數(shù)十KHz的超聲波研究。
當(dāng)然了，頂級的專業(yè)聲卡價格昂貴，一般相當(dāng)于一套主流電腦的價格，大多數(shù)業(yè)余愛好者不能或不愿承受，但比起模擬測試儀器來說還是便宜很多，而且軟件升級沒有限制。
不過近來電腦音頻設(shè)備市場看好，許多專業(yè)聲卡廠家推出了“準(zhǔn)專業(yè)”聲卡進(jìn)軍多媒體市場，素質(zhì)良好，支持多聲道，價格也便宜很多，用途廣泛，很適合業(yè)余愛好者選用。
如果再“摳門”一點(diǎn)，精選百元級優(yōu)質(zhì)聲卡也是可以應(yīng)付一般的聲學(xué)測量的，因為我們知道聲學(xué)測量的瓶頸一般在于傳聲器而不是電路。當(dāng)然這時最好對聲卡模擬電路進(jìn)行“打摩”如更換運(yùn)放和輸出電容等，以得到更好的效果。
介紹一些具體的聲卡品牌。頂級聲卡首選Lynx Two/Lynx 22,據(jù)筆者所知是目前世界上指標(biāo)最優(yōu)秀的聲卡，價格一千美元左右。類似的其它專業(yè)聲卡有RME，比Lynx還貴（主要因為支持的聲道數(shù)多）。另外如果單為測試用，一些專業(yè)的測試用AD/DA界面設(shè)備也可用（例如Sound Technology公司的產(chǎn)品），不過可能更昂貴，而且功能少，指標(biāo)也未必更強(qiáng)，但好處是可以找到USB接口型的，可配合筆記本電腦使用。這類聲卡可以進(jìn)行精確的電路測試，如作為其它聲卡、碟機(jī)、功放等設(shè)備的輸入輸出參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量，聲學(xué)測試更是不在話下。