在 (qwt) 示波器上绘制实时数据

Question

我正在尝试使用 Qt (c++) 创建一个程序，该程序可以使用 QAudioinput 和 QIODevice 从我的麦克风录制音频。 现在，我想可视化我的信号

任何帮助将不胜感激。谢谢

[Edit1] - 复制自您的评论（由 Spektre 提供）

• 我只有一个缓冲区用于两个通道
• 我用的是Qt，channel的值在buffer上是交错的

• 这就是我分离值的方式

  for ( int i = 0, j = 0; i < countSamples ; ++j) 
   {
   YVectorRight[j]=Samples[i++];
   YVectorLeft[j] =Samples[i++];
   }
  

• 在绘制 YvectorRight 和 YvectorLeft 之后。我看不到如何只触发一个频道

Answer 1

呵呵，几年前在课堂上为学生做了这个。我希望你知道示波器是如何工作的，所以这里只是基础知识：

1. 时基

   • fsmpl 为输入信号采样频率[Hz]

   尝试使用尽可能大的(44100,48000, ???)，以便检测到的最大频率为fsmpl/2，这为您提供了时基轴的顶部。下限由您的缓冲区长度给出

2. 画

   创建将从指定起始地址（缓冲区内）呈现采样缓冲区的函数：

   • Y-scale ...幅度设置
   • Y 偏移 ... 垂直光束位置
   • X-offset ... 时移或水平位置

   这可以通过修改起始地址或仅通过 X 偏移曲线来完成

3. 等级

   创建将模拟 Level 功能的函数。所以从起始地址搜索缓冲区，如果幅度超过电平则停止。你可以有更多的模式，但这些是你应该实现的基础：

   • 幅度：( < lvl ) -> ( > lvl )
   • 幅度：( > lvl ) -> ( < lvl )

   关卡还有许多其他可能性，例如故障、相对边缘、...

4. 预览

   您可以将所有这些放在一起，例如：您有start address 变量，因此将数据连续采样到某个缓冲区，并在计时器调用level 和start address（并更新它）。然后用新的start address 调用draw 并将timebase period 添加到start address（当然就您的样本而言）

5. 多渠道

   我使用 Line IN 所以我有立体声输入（A，B = 左，右），因此我可以添加一些其他内容，例如：

   • 关卡源 (A,B,none)
   • 渲染模式（时基，切比雪夫（Lissajous 曲线，如果闭合））
   • Chebyshev = x 轴是A，y 轴是B 这将创建著名的切比雪夫图像，这些图像对相关的正弦信号非常有用。通常形成圆形、椭圆、扭曲的循环......

6. 杂项

   您可以为模拟电容或输入接地等通道添加滤波器

7. 图形界面

   你需要很多设置我更喜欢模拟旋钮而不是按钮/滚动条/滑块，就像在真正的示波器上一样

   • （半）模拟值：幅度、时基、电平、X-offset、Y-offset
   • 离散值：电平模式(/,)，电平源(A,B,-)，每个通道（直接开启，接地，关闭，容量开启）

这是我的示波器的一些截图：

这是我的生成器的屏幕截图：

最后在添加一些 FFT 之后还有频谱分析仪

附言。

• 我从 DirectSound 开始，但由于有错误/无功能的缓冲区回调，它很糟糕
• 我现在使用 WinAPI WaveIn/Out 来处理我的应用程序中的所有声音。经过几次怪癖后，它是最适合我的需求并且具有最佳延迟（Directsound 太慢了 10 倍以上）但对于示波器它没有任何优点（我需要低延迟主要用于模拟器）

顺便说一句。我将这三个应用程序作为可链接的 C++ 子窗口类 (Borland)

• 最后一次与我的 ATMega168 仿真器一起用于我的无传感器 BLDC 驱动程序调试
• 在这里你可以试试我的Oscilloscope,generator and Spectrum analyser 如果你对下载感到困惑，请阅读这篇文章下面的 cmets 顺便说一句密码是：“oscill”

如果您需要任何帮助，请评论我，希望对您有所帮助

[Edit1] 触发器

您一次触发所有通道，但通常只从一个通道检查触发条件 现在实现很简单，例如让 触发条件 成为 A(left) 通道上升到水平以上 所以：

1. 先不触发你写的连续播放是这样的：

   for ( int i = 0, j = 0; i < countSamples ; ++j) 
    {
    YVectorRight[j]=Samples[i++];
    YVectorLeft[j] =Samples[i++];
    }
   // here draw or FFT,draw  buffers YVectorRight,YVectorLeft
   

2. 添加触发器

   要添加触发条件，您只需找到满足它的样本并开始从中绘制，然后将其更改为类似的东西

   // static or global variables
   static int i0=0; // actual start for drawing
   static bool _copy_data=true; // flag that new samples need to be copied
   static int level=35; // trigger level value datatype should be the same as your samples...
   
   int i,j;
   for (;;)
    {
    // copy new samples to buffer if needed
    if (_copy_data)
     for (_copy_data=false,i=0,j=0;i<countSamples;++j) 
     {
     YVectorRight[j]=Samples[i++];
     YVectorLeft[j] =Samples[i++];
     }
    // now search for new start
    for (i=i0+1;i<countSamples>>1;i++) 
     if (YVectorLeft[i-1]<level) // lower then level before i
      if (YVectorLeft[i]>=level) // higher then level after i
       {
       i0=i;
       break;
       }
    if (i0>=(countSamples>>1)-view_samples) { i0=0; _copy_data=true; continue; }
    break;
    }
   // here draw or FFT,draw  buffers YVectorRight,YVectorLeft from i0 position
   

   • view_samples 是查看/处理的数据大小（对于一个或多个屏幕），它应该比(countSamples>>1) 小几倍
   • 此代码可以在边框区域松动一屏以避免您需要实现循环缓冲区（环），但对于初学者来说甚至可以这样做
   • 只需通过一些 if 或 switch 语句对所有触发条件进行编码