Hur man mäter latens och frekvens med Audio Precision APx

När du arbetar med professionella ljudsystem, mobil o ljudstängerför att noggrant mäta latens, frekvens och andra kvalitetsparametrar – till exempel hur man mäter latens— Det är inte en infallsfråga, det är en absolut nödvändighet. I FoU- och produktionsmiljöer kan små fel i dessa mätningar leda till defekta produkter, returer eller, helt enkelt, en dålig användarupplevelse som förstör månaders arbete.

Familjen av ljudanalysatorer Audio Precision APx och APx500 programvara Det har blivit ett riktmärke just för att det möjliggör automatisering, dokumentation och delning av komplexa ljudbevis med en tillförlitlighet Extremt hög. Från fullständig karakterisering av högtalare och mikrofoner till den perceptuella utvärderingen av röstkvalitet (PESQ och POLQA), inklusive mätning av latens och frekvensgång, kan allt integreras i ett sammanhängande, skalbart och lättskött arbetsflöde.

Vad är APx500 och varför är den så kraftfull för att mäta ljud?

Hjärtat i ekosystemet är APx500 mätprogramvaraDen fungerar som ett avancerat grafiskt gränssnitt för att styra APx-seriens analysatorer. Det är inte bara ett program för att köra frekvenssvep: det låter dig skapa verkligt komplexa testprocedurer, med stegvis användarvägledning, automatiska gränsvärden för godkänt/underkänt och anrop till externa applikationer för att integrera testet i en produktionslinje eller en komplett laboratoriebänk.

En av styrkorna med APx500-miljön är att Hela detta arbetsflöde är byggt från själva det grafiska användargränssnittet.utan behov av programmering från grunden. Teknikern kan definiera sekvenser, konfigurera signalvägar, tillämpa gränser, generera rapporter och automatisera processen från ett enda gränssnitt, vilket sparar tid, minskar mänskliga fel och avsevärt förenklar framtida uppdateringar av testprocedurer.

Dessutom är APx-ekosystemet utformat för att göra testning helt portabel mellan olika analysatorenheterAutomationsprojekt, sekvenser och skript kan delas med andra APx som finns var som helst i världen, vilket är viktigt när FoU- och produktionsteam arbetar i samordning men är geografiskt separerade.

Bakom denna flexibilitet ligger ett omfattande API som gör det möjligt för ingenjörer skapa anpassade användargränssnitt och integrera APx med andra applikationerDokumentationen är omfattande och innehåller färdiga exempel i Visual Basic .NET, C#, MATLAB, LabVIEW och PythonDetta gör det relativt enkelt att anpassa APx-mätningar till större testsystem eller interna verktyg hos varje företag.

Denna öppna plattformsstrategi, med ett kraftfullt grafiskt gränssnitt och Utökningsbart API för automatiseringDet är detta som har etablerat APx500 som en av de mest avancerade ljudmätningslösningarna för de som behöver noggrannhet och samtidigt praktisk användning i sitt dagliga arbete.

Användargränssnitt: Bänkläge, sekvensläge och knapppaneler

APx500 erbjuder två huvudsakliga arbetssätt som täcker båda snabba laboratorietester såsom automatiserade sekvenser Dessa används i produktion eller formell validering: Bänkläge och Sekvensläge. Varje arbetsläge är utformat för en annan typ av uppgift, men de delar samma filosofi om ett tydligt, mätorienterat gränssnitt.

I samtalet BänklägeAnalysatorn används som en klassisk testbänk: användaren konfigurerar interaktivt signalgeneratorn, insamlings- och analysparametrarna och visar resultaten i realtid. Den är idealisk för inledande undersökningar, diagnostik och finjustering, till exempel vid felsökning av frekvensgången hos en ny högtalarprototyp eller kontroll av latensen hos en nyligen implementerad firmware.

Dessutom Sekvensläget är inriktat på automatisering Användaren skapar en komplett stegsekvens som innehåller signalvägar, specifika mätningar och resultaten som ska sparas eller utvärderas. Denna lista med steg utförs systematiskt varje gång testet körs, vilket säkerställer repeterbarhet mellan olika team, arbetsskift och produktionsanläggningar.

Gränssnittsorganisationen underlättar denna sekventiella metod genom flera grundläggande paneler. Den första är NavigatorDetta visar användarens sekvens på ett strukturerat sätt: signalvägarna som ska testas, de mätningar som är associerade med varje mätning och resultaten som ska registreras. Härifrån kan hela mätflödet läggas till, tas bort eller ändras ordning, nästan som om ett testskript skapades.

Ett annat viktigt område är mätkonfigurationspanelenDet är här generatorn och analysatorn konfigureras. Här definieras parametrar som testsignaltyp (sinus, brus, svep etc.), frekvensområde, amplitud, ingångsnivåer, samplingsfrekvenser och avancerade alternativ för insamling och analys. Denna panel låter ingenjören finjustera testet för varje specifikt användningsfall, från mycket krävande distorsionsmätningar till enkla kontinuitetskontroller.

Att slutföra gränssnittet är fältet med monitorer och mätarevilket ger en snabb överblick över systemstatus: veta hur man väljer ett bra oscilloskopRealtids-FFT, mätare, extra ingångar och utgångar, statusbitar, dedikerade monitorer för HDMI, Bluetooth, PDM och klocka, bland annat. Den här fältet är särskilt användbart när man arbetar med komplexa enheter (till exempel soundbars med flera digitala ingångar) och man behöver ha en tydlig förståelse för vad som händer på varje gränssnitt hela tiden.

Överst samlar menyerna och verktygsfälten filfunktioner, visningsalternativ, val av mätvärden och genvägar till de vanligaste uppgifterna. Det är här globala projektegenskaper justeras, fönster organiseras och systemhjälp nås, vilket ytterligare förenklar inlärningskurvan för nya användare.

Automatisering, API:er och utbildning: få ut det mesta av APx

Ett av plattformens stora mervärden är heltäckande automatiseringSekvenserna möjliggör definition av mycket detaljerade procedurer med instruktioner för operatören, automatiska gränskontroller och generering av slutrapporter. Dessutom möjliggör API:et start av tester från andra applikationer, insamling av resultat och fattande av beslut på systemnivå, såsom att markera en produktionsenhet som giltig eller avvisad.

APx API är utformat med integration med olika språk och utvecklingsmiljöerGuiderna och exemplen som tillhandahålls för Visual Basic .NET, C#, MATLAB, LabVIEW och Python gör uppgiften enklare för både programvaruteam och test- och valideringsteam, som ofta måste samarbeta nära för att säkerställa att produktionslinjen och laboratoriebänkarna beter sig konsekvent.

Denna automatiseringsfunktion sparar inte bara tid, utan, när den används på rätt sätt, Det minskar drastiskt variationen mellan mätningar.Samma sekvenser och skript kan köras på olika platser, med olika operatörer och i flera skift, med försäkran om att exakt samma steg, gränser och acceptanskriterier följs.

För att hjälpa både nya användare och erfarna ingenjörer erbjuder Audio Precision utbildningsvideoserien "Ljudtestsessioner med APx"Till skillnad från de klassiska "Quick Tip"-videorna är dessa mer djupgående handledningar om specifika ljudmätningsämnen och olika tillämpningar, från den första installationen av APx till Tricks mindre kända faktorer som kan göra skillnad i den dagliga praktiken.

I den invigningssessionen uppträder till exempel ingenjör Eric Schultheis en mycket omfattande introduktion till APx500-programvaranVideon förklarar skillnaderna mellan bänkläge och sekvensläge på ett praktiskt sätt och täcker gränssnittets mest användbara funktioner. Genom hela videon avslöjas genvägar, tips och små konfigurationsdetaljer som avsevärt underlättar det dagliga arbetet i labbet och produktionsmiljöer.

Dessutom går denna första session igenom de grundläggande konfigurationerna av signaldirigering, införlivande av mätningar och resultat, exekvering av sekvenser och rapportgenereringDen visar också hur man arbetar med testsviten som kallas "Big Six", en grupp med sex grundläggande mätningar som ingår som standard i APx-projekt och täcker de vanligaste behoven för att karakterisera ljudenheter.

Denna utbildningsmetod gör det möjligt för både teknikern som just anlänt till avdelningen och ingenjören med många års erfarenhet att snabbt få uppdateringar om bästa praxis med APx, identifiera mindre uppenbara gränssnittsfunktioner och få ut mer av avancerade analysverktyg.

Användningsområden: soundbars, högtalare, mobiltelefoner och handsfree-enheter

APx-familjen av analysatorer har skapat en föredragen nisch inom sektorer där produkter kombineras elektronik, högtalare och digital signalbehandlingDetta är fallet med soundbars, professionella högtalare, smartphones och handsfree-enheter, bland många andra. I alla dessa fall är latens, frekvensgång och röstkvalitet kritiska parametrar som måste övervakas noggrant.

I designfasen använder ingenjörer APx för att att noggrant karakterisera det elektroakustiska beteendet av givare och högtalare, justering av filter, DSP och den övergripande systemarkitekturen. När produkten närmar sig industrialiseringsfasen återanvänds samma verktyg för att validera prototyper före produktion och definiera testplaner som kommer att tillämpas senare i fabriken.

Redan på monteringslinjen förlitar sig många tillverkare på AP för tillförlitligheten hos hårdvara och programvarans användarvänlighetI ett sammanhang där el tiempo Varje testcykel räknas, så det är viktigt att ha snabba, tydliga sekvenser för operatören med väldefinierade gränser. APx-analysatorer möjliggör mycket kompletta elektriska och akustiska kontroller på bara några sekunder.

Programvarualternativen inriktade på elektroakustisk testning bildar tillsammans en heltäckande helhetslösningDet är möjligt att mäta frekvensrespons, distorsion, impedans, känslighet, detektering av ovidkommande brus (Rub & Buzz) och många andra parametrar i en enda sammanhängande miljö. Projekt och resultat delas enkelt mellan design- och produktionsteam, vilket bidrar till att upprätthålla konsekventa kvalitetsstandarder.

Denna möjlighet att dela mätningar, rapporter och automatisering mellan alla medlemmar i APx-analysatorfamiljen Det gör det möjligt för företag med anläggningar på olika kontinenter att säkerställa att samma standarder tillämpas och, om ett problem uppstår ute i fält, spåra dess ursprung genom att jämföra historiska laboratorie- och produktionsdata.

Programvarualternativ för forskning och utveckling: APX-SW-SPK-RD

För forsknings- och utvecklingsteam som behöver fördjupa sig i hur deras högtalare och elektroakustiska system beter sig erbjuder AP programvarualternativet APX-SW-SPK-RDDenna licens utökar APx-analysatorernas funktioner med en mycket komplett uppsättning mätningar och resultat som är specifikt utformade för designfasen.

En av grundpelarna i detta alternativ är fullständig karakterisering av Thiele-Small-parametrarnaDessa parametrar är viktiga för design av akustiska höljen och optimerade högtalarsystem. APx låter dig erhålla dessa parametrar noggrant och upprepade gånger, och integrera mätningen i resten av projektets testarbetsflöde utan att behöva använda extern programvara.

Dessutom inkluderar APX-SW-SPK-RD möjligheten att utföra kvasi-ekofria akustiska responsmätningar med tidsfönsterGenom att använda en begränsad analystid elimineras rumsreflektioner, eller åtminstone minskas kraftigt, vilket gör att talarens beteende kan approximeras som om den befann sig i en ekofri kammare, vilket är mycket användbart när denna typ av specialiserad installation inte är tillgänglig.

Paketet erbjuder även avancerade verktyg för impedansanalysDessa mätningar, både vad gäller magnitud och fas, är avgörande för att upptäcka design- eller tillverkningsproblem i givare och passiva filter. Från oväntade resonanstoppar till impedansvariationer på grund av batchförändringar, hjälper denna typ av mätning till att bibehålla kontrollen över produktkonsistensen.

Utöver allt detta finns det typiska mätningar av högtalarproduktionstesterDetta gör det möjligt för FoU-teamet att utveckla och verifiera i labbet exakt samma tester som senare kommer att köras i fabriken. Detta minskar överraskningar vid uppskalning av tillverkning och möjliggör justering av gränser och godkännandekriterier med verkliga data från början.

Produktionsalternativ: APX-SW-SPK-PT och höghastighetstestning

I tillverkningsmiljöer, där tid och repeterbarhet är av största vikt, kommer programvarualternativet in i bilden. APX-SW-SPK-PTDenna licens är avsedd för höghastighetstestning av elektroakustiska apparater i produktionen, vilket möjliggör en svepning med alla viktiga mätningar för de flesta högtalare på bara en sekund.

Tack vare det här alternativet är det möjligt att få det i ett enda test. viktiga högtalarparametrar såsom gnidnings- och buzzdetektering, viktiga Thiele-Small-värden, samt impedansstorlek och fas. Allt detta integreras i automatiserade sekvenser med tydliga gränser, så att varje enhet som passerar genom linjen omedelbart klassificeras som giltig eller avvisad.

Upptäckten av Rub & Buzz är avgörande för att identifiera mekaniska defekter I givaren kan problem som spolfriktion, feljustering eller monteringsproblem orsaka mycket irriterande ickelinjärt brus även om alla andra parametrar verkar korrekta. APx automatiserar denna detektering, vilket minskar både beroendet av subjektiv lyssning och sannolikheten för att en defekt glider igenom nätet.

En annan särskiljande aspekt hos APX-SW-SPK-PT är inkluderingen av en patenterad modulerad brusmätningUtformad för att upptäcka luftläckor i akustiska höljen. Denna typ av defekt kan vara svår att lokalisera med enkla frekvenssvep, men modulerat brus avslöjar det mer tillförlitligt och hjälper till att säkerställa varje enhets mekaniska integritet.

Genom att kombinera dessa funktioner med sekvensautomation kan tillverkare att utföra en extremt noggrann kvalitetskontroll inom mycket snäva tidsramarDetta är viktigt vid produktion av stora volymer högtalare, soundbars eller liknande produkter.

Mätmikrofoner och tillbehör för akustisk provning

För att mätningar av latens, frekvens och andra parametrar ska vara verkligt tillförlitliga räcker det inte med en bra analysator: du behöver... mikrofoner och tillbehör för kvalitetstestningAudio Precision kompletterar APx-analysatorerna med en familj av högprecisionsmikrofoner för mätning och olika tillbehör för akustisk testning, utformade för att integreras sömlöst i APx-arbetsflödet.

Bland dessa tillbehör utmärker sig följande: APx1701 gränssnitt för givaretestDetta förenklar avsevärt anslutning och användning av högtalare och andra elektroakustiska enheter under testning. Gränssnittet är optimerat för användning med APx, vilket förenklar kablage, nivåer och belastningsförhållanden, vilket minskar operatörens felmarginal.

Tillgången till kalibrerade mätmikrofoner och specifika tillbehör gör det möjligt både i ett FoU-laboratorium och i en bullriga produktionslinje så att konsekventa, jämförbara och användbara data kan erhållas för beslutsfattande. Trots allt är världens bästa analysator inte särskilt användbar om sensorn som fångar upp ljudet inte är i toppskick.

Avancerade grafikverktyg: vattenfall (CSD) och polar

För att verkligen förstå hur ett elektroakustiskt system reagerar är en statisk frekvensresponsgraf ofta otillräcklig. Det är därför AP kompletterar grundläggande mätningar med avancerade visuella verktyg såsom vattenfallsdiagram (CSD) och polardiagram, som hjälper till att visualisera utvecklingen av responsen i tids- och rumsdomänen.

Verktyg APx Vattenfallsdiagram Det möjliggör skapandet av tredimensionella grafer som visar flera datakurvor, som representerar förändringar över tid eller frekvens. Klassiska spektrum- eller kumulativa spektralavklingningsvyer (CSD) kan genereras genom att justera parametrar som FFT-längd, antal skivor och samplingar per skift. Denna typ av representation är särskilt användbar för att analysera resonanser och naturliga lägen som påverkar uppfattat ljud.

För sin del, nyttan APx Polardiagram Den visar högtalarnas och mikrofonernas respons som en funktion av vinkeln inom ett givet plan. Den är kompatibel med olika märken av skivspelare, vilket möjliggör helcirkel-, halvcirkel-, kvartcirkel- eller anpassade konfigurationer, beroende på testkraven och tillgängligt utrymme i laboratoriet.

Dessa verktyg, tillsammans, erbjuder en mycket rikare bild av elektroakustiskt beteende än ett enkelt par magnitud-frekvensgrafer. De låter dig se hur systemet beter sig i olika vinklar, hur vissa resonanser utvecklas över tid och vilken inverkan de kan ha på den faktiska lyssningsupplevelsen.

Det är viktigt att notera att både APx Waterfall (CSD) och APx Polar Plot De finns tillgängliga för gratis nedladdning Dessa verktyg är tillgängliga från Audio Precisions webbplats för registrerade användare, men kräver att programvarualternativet SPK-RD installeras på den APx-analysator som de ska användas med. Denna licens möjliggör de avancerade funktioner som krävs för att dra full nytta av dessa verktyg.

Auditiva perceptuella tester: PESQ och POLQA

Utöver frekvensrespons eller total harmonisk distorsion är det i många moderna tillämpningar viktigt att mäta hur användaren uppfattar kvaliteten på den överförda röstenDet är här PESQ- och POLQA-mätvärdena kommer in i bilden, vilka AP integrerar i sin plattform för att objektivt bedöma kvaliteten på röstkommunikationssystem.

Mätningarna PESQ (Perceptuell utvärdering av talkvalitet) y POLQA (Perceptuell objektiv lyssningskvalitetsanalys) Dessa algoritmer är utformade för att testa röstkvaliteten i mobiltelefoner, VoIP-nätverk och handsfree-enheter. De jämför en referenssignal med den signal som försämrats av systemet som testas och returnerar ett genomsnittligt åsiktsresultat (MOS) som korrelerar mycket väl med genomsnittlig mänsklig åsikt i lyssningsstudier.

Genom att integrera PESQ och POLQA i APx kan ljud- och telekommunikationsingenjörer utvärdera effekten av kodekar, nätverk, ekoavstängningsalgoritmer och annan bearbetning När det gäller upplevd kvalitet behöver man inte sätta ihop lyssnarpaneler varje gång en ändring görs. Detta effektiviserar designiterationer och möjliggör en objektiv jämförelse av förbättringar eller försämringar mellan versioner.

Dessa perceptuella tester är särskilt relevanta vid finjustering av produkter som Handsfree-system för bilar, smarta högtalare eller konferenssystemdär tydlighet och lyssningskomfort är lika viktiga som, eller till och med viktigare än, ren ljudåtergivning. Att ha dessa mätvärden integrerade i samma APx-miljö där nivåer, latens och frekvensrespons mäts ger en komplett bild av systemets beteende.

Med alla dessa komponenter – avancerade elektroakustiska mätningar, snabb produktionstestning, grafiska verktyg, API-baserad automatisering och perceptuella mätvärden – konsolideras APx-familjen och APx500-programvaran som en mycket komplett plattform för design, validering och tillverkning av ljudprodukterOavsett om det gäller att mäta latens och frekvens i en prototyp för en soundbar eller övervaka kvaliteten på tusentals högtalare per dag, täcker ekosystemet som Audio Precision erbjuder hela värdekedjan från början till slut med teknisk noggrannhet och verktyg utformade för verklighetstrogna arbeten.