Come misurare la latenza e la frequenza con Audio Precision APx

Quando si lavora con sistemi audio professionali, cellulare o soundbarper misurare accuratamente la latenza, la frequenza e altri parametri di qualità, ad esempio, come misurare la latenza— Non è un capriccio, è una necessità assoluta. Negli ambienti di ricerca e sviluppo e produzione, piccoli errori in queste misurazioni possono tradursi in prodotti difettosi, resi o, più semplicemente, in una scarsa esperienza utente che vanifica mesi di lavoro.

La famiglia di analizzatori audio Software Audio Precision APx e APx500 È diventato un punto di riferimento proprio perché consente l'automazione, la documentazione e la condivisione di prove audio complesse con un affidabilità Estremamente elevato. Dalla caratterizzazione completa di altoparlanti e microfoni alla valutazione percettiva della qualità vocale (PESQ e POLQA), inclusa la misurazione della latenza e della risposta in frequenza, tutto può essere integrato in un flusso di lavoro coerente, scalabile e di facile manutenzione.

Cos'è APx500 e perché è così potente per la misurazione audio?

Il cuore dell'ecosistema è il Software di misurazione APx500Funziona come un'interfaccia grafica avanzata per il controllo degli analizzatori della serie APx. Non è semplicemente un programma per eseguire scansioni di frequenza: consente di creare procedure di test davvero complesse, con istruzioni passo passo per l'utente, limiti di superamento/fallimento automatici e chiamate ad applicazioni esterne per integrare il test in una linea di produzione o in un banco da laboratorio completo.

Uno dei punti di forza dell'ambiente APx500 è che L'intero flusso di lavoro è creato a partire dalla GUI stessa.senza la necessità di programmare da zero. Il tecnico può definire sequenze, configurare percorsi di segnale, applicare limiti, generare report e automatizzare il processo da un'unica interfaccia, risparmiando tempo, riducendo l'errore umano e semplificando notevolmente i futuri aggiornamenti delle procedure di test.

Inoltre, l'ecosistema APx è progettato per rendere i test completamente trasportabile tra diverse unità analizzatriciProgetti, sequenze e script di automazione possono essere condivisi con altri APx situati in qualsiasi parte del mondo, il che è fondamentale quando i team di ricerca e sviluppo e di produzione lavorano in coordinamento ma sono geograficamente separati.

Dietro questa flessibilità si cela un'API completa che consente agli ingegneri creare interfacce utente personalizzate e integrare APx con altre applicazioniLa documentazione è ampia e include esempi pronti all'uso in Visual Basic .NET, C#, MATLAB, LabVIEW e PythonCiò rende relativamente facile adattare le misurazioni APx a sistemi di test più ampi o a strumenti interni di ciascuna azienda.

Questo approccio di piattaforma aperta, con una potente GUI e API estensibile per l'automazioneEcco perché APx500 si è affermato come una delle soluzioni di misurazione audio più avanzate per chi ha bisogno di rigore e, allo stesso tempo, praticità nel proprio lavoro quotidiano.

Interfaccia utente: modalità Bench, modalità Sequence e pannelli chiave

L'APx500 offre due modalità principali di lavoro che coprono entrambi test di laboratorio rapidi come sequenze automatizzate Vengono utilizzate in produzione o nella convalida formale: Modalità Bench e Modalità Sequenza. Ogni modalità di lavoro è progettata per un diverso tipo di attività, ma condividono la stessa filosofia di un'interfaccia chiara e orientata alla misurazione.

Sulla chiamata Modalità pancaL'analizzatore viene utilizzato come un classico banco di prova: l'utente configura interattivamente il generatore di segnale, i parametri di acquisizione e analisi, visualizzando i risultati in tempo reale. È ideale per esplorazioni iniziali, diagnosi e messa a punto, ad esempio durante il debug della risposta in frequenza di un nuovo prototipo di altoparlante o il controllo della latenza di un firmware appena implementato.

Inoltre, l' La modalità sequenza è orientata all'automazione L'utente crea una sequenza completa di passaggi contenenti percorsi di segnale, misurazioni specifiche e i risultati da salvare o valutare. Questo elenco di passaggi viene eseguito sistematicamente ogni volta che si esegue il test, garantendo la ripetibilità tra diversi team, turni di lavoro e impianti di produzione.

L'organizzazione dell'interfaccia facilita questo approccio sequenziale attraverso diversi pannelli fondamentali. Il primo è il NavigatorQuesta schermata visualizza la sequenza dell'utente in modo strutturato: i percorsi del segnale da testare, le misurazioni associate a ciascuno e i risultati da registrare. Da qui, l'intero flusso di misurazione può essere aggiunto, rimosso o riordinato, quasi come se si stesse creando uno script di test.

Un altro settore chiave è l' pannello di configurazione delle misureQui vengono configurati il ​​generatore e l'analizzatore. Qui vengono definiti parametri come il tipo di segnale di test (sinusoidale, rumore, sweep, ecc.), l'intervallo di frequenza, l'ampiezza, i livelli di ingresso, le frequenze di campionamento e le opzioni avanzate di acquisizione e analisi. Questo pannello consente all'ingegnere di ottimizzare il test per ogni specifico caso d'uso, dalle misure di distorsione più complesse ai semplici controlli di continuità.

Completa l'interfaccia la barra di monitor e misuratoriche fornisce una rapida panoramica dello stato del sistema: sapere come scegliere un buon oscilloscopioFFT in tempo reale, misuratori, ingressi e uscite ausiliari, bit di stato, monitor dedicati per HDMI, Bluetooth, PDM e clock, tra gli altri. Questa barra è particolarmente utile quando si lavora con dispositivi complessi (ad esempio, soundbar con più ingressi digitali) ed è necessario avere sempre una chiara comprensione di ciò che accade su ciascuna interfaccia.

Nella parte superiore, i menu e le barre degli strumenti riuniscono funzioni dei file, opzioni di visualizzazione, selezione delle misure e scorciatoie alle attività più frequenti. È qui che vengono modificate le proprietà globali del progetto, organizzate le finestre e si accede alla guida di sistema, semplificando ulteriormente la curva di apprendimento per i nuovi utenti.

Automazione, API e formazione: come sfruttare al meglio APx

Uno dei grandi valori aggiunti della piattaforma è la automazione end-to-endLe sequenze consentono la definizione di procedure altamente dettagliate con istruzioni per l'operatore, controlli automatici dei limiti e generazione di report finali. Inoltre, l'API consente l'avvio di test da altre applicazioni, la raccolta dei risultati e l'adozione di decisioni a livello di sistema, come la marcatura di un'unità di produzione come valida o scartata.

L'API APx è progettata con integrazione con diversi linguaggi e ambienti di sviluppoLe guide e gli esempi forniti per Visual Basic .NET, C#, MATLAB, LabVIEW e Python semplificano il compito sia per i team software sia per i team di test e convalida, che spesso devono collaborare strettamente per garantire che la linea di produzione e i banchi di laboratorio si comportino in modo coerente.

Questa capacità di automazione non solo fa risparmiare tempo, ma, se utilizzata correttamente, Riduce drasticamente la variabilità tra le misurazioni.Le stesse sequenze e gli stessi script possono essere eseguiti in luoghi diversi, con operatori diversi e in più turni, con la garanzia che vengano seguiti esattamente gli stessi passaggi, limiti e criteri di accettazione.

Per aiutare sia i nuovi utenti che gli ingegneri esperti, Audio Precision offre la serie di video di formazione “Sessioni di test audio con APx”A differenza dei classici video "Quick Tip", questi sono tutorial più approfonditi su argomenti specifici di misurazione audio e varie applicazioni, dalla configurazione iniziale di APx a Tricks fattori meno noti che possono fare la differenza nella pratica quotidiana.

Nella sessione inaugurale, ad esempio, l'ingegnere Eric Schultheis esegue un'introduzione molto completa al software APx500Il video spiega in modo pratico le differenze tra la modalità Bench e la modalità Sequence e illustra le funzioni più utili dell'interfaccia. Nel corso del video, vengono illustrate scorciatoie, suggerimenti e piccoli dettagli di configurazione che facilitano notevolmente il lavoro quotidiano in laboratorio e in produzione.

Inoltre, questa prima sessione esamina le configurazioni di base di instradamento del segnale, incorporazione di misurazioni e risultati, esecuzione di sequenze e generazione di reportMostra inoltre come lavorare con la suite di test nota come "Big Six", un gruppo di sei misurazioni fondamentali incluse di default nei progetti APx e che soddisfano le esigenze più comuni per la caratterizzazione dei dispositivi audio.

Questo approccio formativo consente sia al tecnico appena arrivato nel reparto sia all'ingegnere con anni di esperienza di aggiornarsi rapidamente sulle migliori pratiche con APx, identificando le funzioni dell'interfaccia meno ovvie e sfruttando al meglio gli strumenti di analisi avanzati.

Applicazioni: soundbar, altoparlanti, telefoni cellulari e dispositivi vivavoce

La famiglia di analizzatori APx si è guadagnata una nicchia preferita nei settori in cui i prodotti combinano elettronica, altoparlanti ed elaborazione del segnale digitaleÈ il caso, tra gli altri, di soundbar, altoparlanti professionali, smartphone e dispositivi vivavoce. In tutti questi casi, latenza, risposta in frequenza e qualità vocale sono parametri critici che devono essere attentamente monitorati.

Nella fase di progettazione, gli ingegneri utilizzano APx per per caratterizzare a fondo il comportamento elettroacustico dei trasduttori e degli altoparlanti, regolando i filtri, il DSP e l'architettura complessiva del sistema. Una volta che il prodotto si avvicina alla fase di industrializzazione, gli stessi strumenti vengono riutilizzati per convalidare i prototipi di pre-produzione e definire i piani di test che verranno applicati successivamente in fabbrica.

Già sulla linea di montaggio, molti produttori si affidano ad AP per la affidabilità di hardware e la facilità d'uso del software. In un contesto in cui il tempo Ogni ciclo di prova è importante, quindi è essenziale disporre di sequenze rapide e chiare per l'operatore, con limiti ben definiti. Gli analizzatori APx consentono di eseguire controlli elettrici e acustici estremamente completi in pochi secondi.

Le opzioni software orientate ai test elettroacustici formano collettivamente una soluzione completa end-to-endÈ possibile misurare la risposta in frequenza, la distorsione, l'impedenza, la sensibilità, il rilevamento di rumori estranei (Rub & Buzz) e molti altri parametri in un unico ambiente coerente. Progetti e risultati sono facilmente condivisi tra i team di progettazione e produzione, contribuendo a mantenere standard qualitativi costanti.

Questa capacità di condividere misurazioni, report e automazione tra tutti i membri della famiglia di analizzatori APx Permette alle aziende con stabilimenti in continenti diversi di garantire che vengano applicati gli stessi standard e, se si verifica un problema sul campo, di risalire alla sua origine confrontando i dati storici di laboratorio e di produzione.

Opzioni software per R&S: APX-SW-SPK-RD

Per i team di ricerca e sviluppo che hanno bisogno di approfondire il comportamento dei loro altoparlanti e sistemi elettroacustici, AP offre l'opzione software APX-SW-SPK-RDQuesta licenza amplia le capacità degli analizzatori APx con un set molto completo di misurazioni e risultati specificamente progettati per la fase di progettazione.

Uno dei pilastri di questa opzione è l' caratterizzazione completa dei parametri di Thiele-SmallQuesti parametri sono essenziali per la progettazione di cabinet acustici e sistemi di altoparlanti ottimizzati. APx consente di ottenere questi parametri in modo accurato e ripetibile, integrando la misurazione nel resto del flusso di lavoro di test del progetto senza dover utilizzare software esterni.

Inoltre, APX-SW-SPK-RD include la capacità di eseguire misure di risposta acustica quasi anecoica con finestra temporaleUtilizzando un tempo di analisi limitato, le riflessioni ambientali vengono eliminate o almeno notevolmente ridotte, consentendo di approssimare il comportamento dell'altoparlante come se si trovasse in una camera anecoica, il che è molto utile quando questo tipo di installazione specializzata non è disponibile.

Il pacchetto offre anche strumenti avanzati per analisi di impedenzaQueste misurazioni, sia in ampiezza che in fase, sono fondamentali per individuare problemi di progettazione o produzione nei trasduttori e nei filtri passivi. Dai picchi di risonanza inattesi alle variazioni di impedenza dovute a cambi di lotto, questo tipo di misurazione aiuta a mantenere il controllo sulla coerenza del prodotto.

Oltre a tutto questo, ci sono i misurazioni tipiche dei test di produzione degli altoparlantiCiò consente al team di R&S di sviluppare e verificare in laboratorio gli stessi identici test che verranno poi eseguiti in fabbrica. Questo riduce le sorprese in fase di produzione su larga scala e consente di adattare limiti e criteri di approvazione fin dall'inizio con dati reali.

Opzioni di produzione: APX-SW-SPK-PT e test ad alta velocità

Nell'ambiente produttivo, dove tempo e ripetibilità sono fondamentali, entra in gioco l'opzione software. APX-SW-SPK-PTQuesta licenza è destinata ai test di produzione ad alta velocità di dispositivi elettroacustici, consentendo di eseguire una scansione con tutte le misurazioni chiave per la maggior parte degli altoparlanti in un solo secondo.

Grazie a questa opzione è possibile ottenerlo in un unico test. parametri essenziali dell'altoparlante come il rilevamento di sfregamento e ronzio, i valori essenziali di Thiele-Small, nonché l'ampiezza e la fase dell'impedenza. Tutto questo è integrato in sequenze automatizzate con confini chiari, in modo che ogni unità che attraversa la linea venga immediatamente classificata come valida o scartata.

Il rilevamento di Rub & Buzz è fondamentale per identificare i difetti meccanici Nel trasduttore, problemi come lo sfregamento della bobina, il disallineamento o problemi di assemblaggio possono causare un rumore non lineare molto fastidioso, anche se tutti gli altri parametri sembrano corretti. APx automatizza questo rilevamento, riducendo sia la dipendenza dall'ascolto soggettivo sia la probabilità che un difetto sfugga alla verifica.

Un altro aspetto differenziante di APX-SW-SPK-PT è l'inclusione di un misurazione del rumore modulato brevettataProgettato per rilevare perdite d'aria nell'involucro acustico. Questo tipo di difetto può essere difficile da individuare con semplici scansioni di frequenza, ma il rumore modulato lo rivela in modo più affidabile, contribuendo a garantire l'integrità meccanica di ciascuna unità.

Combinando queste capacità con l'automazione delle sequenze, i produttori possono per eseguire un controllo di qualità estremamente accurato in tempi molto strettiCiò è essenziale quando si producono grandi volumi di altoparlanti, soundbar o prodotti simili.

Microfoni di misura e accessori per prove acustiche

Per far sì che le misurazioni di latenza, frequenza e altri parametri siano realmente affidabili, non basta un buon analizzatore: è necessario... microfoni e accessori per test di qualitàAudio Precision completa gli analizzatori APx con una famiglia di microfoni di misurazione ad alta precisione e vari accessori per test acustici, progettati per integrarsi perfettamente nel flusso di lavoro APx.

Tra questi accessori spiccano: Interfaccia di prova del trasduttore APx1701Ciò semplifica notevolmente il collegamento e il funzionamento di altoparlanti e altri dispositivi elettroacustici durante i test. Questa interfaccia è ottimizzata per l'uso con APx, semplificando cablaggio, livelli e condizioni di carico, riducendo così il margine di errore dell'operatore.

La disponibilità di microfoni di misura calibrati e di accessori specifici rende possibile sia in un laboratorio di R&S che in un laboratorio linea di produzione rumorosa in modo da ottenere dati coerenti, confrontabili e utili per il processo decisionale. Dopotutto, il miglior analizzatore del mondo non è molto utile se il sensore che cattura il suono non è all'altezza.

Strumenti grafici avanzati: cascata (CSD) e polare

Per comprendere appieno la risposta di un sistema elettroacustico, un grafico statico della risposta in frequenza è spesso insufficiente. Ecco perché l'AP integra le misurazioni di base con strumenti visivi avanzati come i grafici a cascata (CSD) e i diagrammi polari, che aiutano a visualizzare l'evoluzione della risposta nel dominio del tempo e dello spazio.

Utilità Grafico a cascata APx Permette la creazione di grafici tridimensionali che mostrano più curve di dati, rappresentando le variazioni nel tempo o in frequenza. È possibile generare visualizzazioni di spettro classico o di decadimento spettrale cumulativo (CSD) regolando parametri come la lunghezza della FFT, il numero di sezioni e i campioni per spostamento. Questo tipo di rappresentazione è particolarmente utile per analizzare le risonanze e i modi naturali che influenzano il suono percepito.

Da parte sua, l'utilità Diagramma polare APx Visualizza la risposta di altoparlanti e microfoni in funzione dell'angolo all'interno di un dato piano. È compatibile con diverse marche di giradischi, consentendo configurazioni a cerchio completo, semicerchio, quarto di cerchio o personalizzate, a seconda dei requisiti del test e dello spazio disponibile in laboratorio.

Questi strumenti, presi insieme, offrono una visione molto più ricca del comportamento elettroacustico di una semplice coppia di grafici ampiezza-frequenza. Permettono di vedere come si comporta il sistema a diverse angolazioni, come certe risonanze evolvono nel tempo e quale impatto possono avere sull'esperienza di ascolto effettiva.

È importante notare che sia APx Waterfall (CSD) che APx Polar Plot Sono disponibili per il download gratuito Queste utility sono disponibili sul sito web di Audio Precision per gli utenti registrati, ma richiedono l'installazione del software opzionale SPK-RD sull'analizzatore APx con cui verranno utilizzate. Questa licenza abilita le funzionalità avanzate necessarie per sfruttare appieno queste utility.

Test percettivi uditivi: PESQ e POLQA

Oltre alla risposta in frequenza o alla distorsione armonica totale, in molte applicazioni moderne è importante misurare come l'utente percepisce il qualità della voce trasmessaÈ qui che entrano in gioco le metriche PESQ e POLQA, che AP integra nella sua piattaforma per valutare oggettivamente la qualità dei sistemi di comunicazione vocale.

Le misurazioni PESQ (Valutazione percettiva della qualità del parlato) y POLQA (Analisi della qualità dell'ascolto percettivo oggettivo) Questi algoritmi sono progettati per testare la qualità vocale nei telefoni cellulari, nelle reti VoIP e nei dispositivi vivavoce. Confrontano un segnale di riferimento con il segnale degradato dal sistema in esame e restituiscono un punteggio di opinione media (MOS) che si correla molto bene con l'opinione umana media negli studi di ascolto.

L'integrazione di PESQ e POLQA all'interno di APx consente agli ingegneri audio e delle telecomunicazioni valutare l'impatto dei codec, delle reti, degli algoritmi di cancellazione dell'eco e di altre elaborazioni Per quanto riguarda la qualità percepita, non è necessario assemblare pannelli di ascolto ogni volta che viene apportata una modifica. Questo semplifica le iterazioni di progettazione e consente un confronto oggettivo dei miglioramenti o dei peggioramenti da una versione all'altra.

Questi test percettivi sono particolarmente rilevanti quando si perfezionano prodotti come Sistemi vivavoce per auto, altoparlanti intelligenti o sistemi per conferenzedove l'intelligibilità e il comfort di ascolto contano tanto quanto, o addirittura più, della pura fedeltà. L'integrazione di queste metriche nello stesso ambiente APx in cui vengono misurati livelli, latenza e risposta in frequenza aiuta a fornire una visione completa del comportamento del sistema.

Con tutti questi componenti (misurazioni elettroacustiche avanzate, test di produzione rapidi, utilità grafiche, automazione basata su API e metriche percettive), la famiglia APx e il software APx500 sono consolidati come una piattaforma molto completa per la progettazione, la convalida e la produzione di prodotti audioChe si tratti di misurare la latenza e la frequenza in un prototipo di soundbar o di monitorare la qualità di migliaia di altoparlanti al giorno, l'ecosistema offerto da Audio Precision copre l'intera catena del valore, dall'inizio alla fine, con rigore tecnico e strumenti progettati per il lavoro nel mondo reale.

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Isaac

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