Linux NetMag #4
Titel: Soundkarte als Oszilloskop
URL: http://www.linuxnetmag.de/de/issue4/m4oszillo1.html

oszilloskop Die Idee ist simpel, der Effekt um so größer: Jede halbwegs aktuelle Soundkarte besitzt eine Line-In Buchse. Unter Elektronik-Bastlern war es schon lange bekannt, daß man dies als Computer-Oszilloskop mißbrauchen kann.
Mit OSCOPE gibt es jetzt zusätzlich noch eine praktische Programm-Oberfläche.


Eine Soundkarte mit Mikrofon-Eingang, macht nichts anderes, als die Spannungsschwankungen, die im Mikrofon entstehen, in digitale Signale umzuwandeln. Werden diese Signale dann in eine Datei (Wave-Format) geschrieben, kann man diese Spannungskurven wieder auslesen und als Kurve darstellen. Genau das wird von allen gängigen Wave-Editierprogrammen gemacht.
Ein Oszilloskop macht im Endeffekt nichts anderes. Der Spannungsverlauf wird ausgelesen und als Kurve dargestellt. Somit könnte man jede Soundkarte in Verbindung mit einem Wave-Programm auch als Oszilloskop benutzen. Nur leider ist die Darstellung und Bedienung dieser Programme zumeist für andere Aufgaben, nämlich dem Editieren von Musik ausgerichtet.
Oscope ist (der Name läßt es vermuten) speziell als ein Oszilloskopersatz gedacht. Auf mehreren Kanälen kann man Signale aufnehemen, darstellen, und wie bei einem Speicheroszilloskop auch abspeichern. Selbst die Benutzung von selbstprogrammierten Filtern wird unterstützt.
Zusätzlich bietet das Programm eine X-Windows Oberfläche, die ein komfortables Arbeiten mit dem Computeroszilloskop gewährleistet.

Installation

Zum Arbeiten mit Oscope sollten Sie mindestens einen Pentium besitzen, denn die ständige Darstellung der Meßdaten auf dem Monitor verlangt einiges an Rechenzeit vom PC. Zusätzlich benötigt man natürlich auch eine Soundkarte, möglichst eine mit Stereo-Eingang, was aber heutzutage Standard sein sollte. Bei Stereoeingang können Sie zwei Kanäle gelichzeitig benutzen und darstellen. Die Soundkarte muß unter Linux bereits eingerichtet sein, und als Device /dev/dsp ansprechbar sein, wie es auch Standard ist.
Vor dem Kompilieren der Quellcodes muß noch eine Zeile in der Makefile geändert werden, damit Sie auch in den Genuß der GTK-Oberfläche kommen.
Entfernen Sie dazu das Kommentarzeichen vor dem entsprechenden Eintrag:

Datei Makefile
[...]
 # !! uncomment this line if you don't want console-based oscope
 SCOPES	= xoscope
[...]

Danach sollte ein
>> make
das Programm kompilieren (vorausgesetzt, Sie haben die GTK-Libraries korrekt installiert).
Um die Höhe des Eingangssignals zu steuern, kann ein beliebiger Mixer benutzt werden (z.B. kmix oder gmix. Weitere Mixer findet man unter ftp://sunsite.unc.edu/pub/Linux/apps/sound/mixers/). Diese Mixer regeln den Vorwiederstand der Soundkarte und vergrößern bzw. verkleinern damit das Eingangssignal. Kommen Sie aber trotzdem niemals auf die Idee die 230V Wechselspannung aus Ihrer Steckdose über Ihre Soundkarte zu messen.
Lesen Sie vor dem Einsatz von Oscope in Verbindung mit Ihrer Soundkarte ersteinmal die Anleitung Ihrere Soundkarte durch, und informieren Sie sich, wie hoch das Eingangssignal am Mikrofon-Eingang maximal sein darf.
Die Feinheit bei der Darstellung der Spannungskurve ist beim Einsatz einer Soundkarte allerdings eingeschränkt auf die maximale Bitrate, mit der die Soundkarte aufzeichnen kann. Dadurch sehen die Meßkurven bei feiner Darstellung nicht mehr glatt aus, sondern können nur durch Treppenkurven angenähert werden.
Wer professionell seinen PC als Oszilloskop verwenden möchte, sollte sich eine speziell dafür ausgerichtete Karte kaufen. Gleichzeitig bieten diese Karte auch mehr als zwei Kanäle.
Oscope und Linux unterstützten bisher nur die in den USA erhältliche "Radio Shack ProbeScope" (Cat. No. 220-0310), die auch unter dem Namen osziFOX vertieben wird.
Will man eine andere erhältliche Karte benutzen, muß man schon in die Tiefen der Kernelprogrammierung hinabsteigen und ein entsprechendes Modul erstellen.
Aber für den ambitionierten Hobby-Bastler reichen die zwei Kanäle der Soundkarte zumeist aus, um seine Schaltungen damit vernünftig zu überprüfen. Außerdem spart man im Vergleich zu einem billigen Oszilloskop bis zu DM 400,-.

Links:
   Homepage Oscope: http://xoscope.sourceforge.net/
   Radio Shack Probe Scope: http://support.tandy.com/support_meters/33352.htm
   osziFOX: http://www.wtt-germany.com/index.html
   Mixer: ftp://sunsite.unc.edu/pub/Linux/apps/sound/mixers/