Рейтинг: 5.0/5.0 (1909 проголосовавших)Категория: Windows: другое
Компания Agilent Technologies представила новое одноприборное решение - аудиоанализатор U8903A, которое призвано помочь разработчикам измерять параметры аудиоустройств, влияющих на качество акустических сигналов. Аудиоанализатор U8903A является заменой широко используемого во всем мире тонально-звукового анализатора HP 8903B.
Масштабируемый двухканальный аудиоанализатор U8903A обладает широким набором измерительных возможностей, мощными средствами анализа и общепринятыми в отрасли соединителями (для сбалансированных и несбалансированных измерений). Обеспечивая измерения в частотном диапазоне от постоянного тока или от 10 Гц до 100 кГц, анализатор помогает инженерам анализировать качество звуковых сигналов в таких областях как беспроводные аудиоустройства, аналоговые компоненты и ИС, потребительская электроника. В самом ближайшем будущем прибор может быть модернизирован до восьми входных каналов.
По сравнению с HP 8903B, новый анализатор U8903A имеет более широкий частотный диапазон, усовершенствованную функциональность и более высокие технические характеристики. Среди функциональных возможностей: измерение соотношения сигнал/шум, коэффициентов SINAD, THD+N, интермодуляционных искажений, коэффициента модуляции и искажения разностной частоты (DFD), уровня THD+N, перекрестных помех, и многое другое.
Новая модель также предоставляет графический интерфейс пользователя (на цветном дисплее с диагональю 14,5 см) и возможность выбора одного из основных режимов с помощью одной кнопки. Для облегчения проведения автоматизированных измерений в специальной брошюре описаны совместимые команды и приведены примеры тестовых программ с использованием старых кодов R2D2 и SCPI-команд нового анализатора U8903A.
"Почти в течение двух десятилетий прибор 8903B являл собой пример высокой точности и широкой функциональности в измерении звуковых сигналов, и новый прибор U8903A вобрал в себя все достоинства своего предшественника," - заявил Ей Ху Син, вице-президент и генеральный менеджер департамента приборов общего назначения компании Agilent. "И на лабораторном столе, и в составе измерительной системы новый аудиоанализатор U8903A поможет нашим заказчикам создавать качественные продукты."
Главная 
Радиоизмерительное оборудование Аудиоанализаторы R&S UP350 Аудиоанализатор
Аудиоанализатор R&S UP350 
Более совершенный анализатор R&S UP350 поддерживает цифровые аудиоинтерфейсы и обеспечивает возможность измерения цифровых аудиопротоколов и работы с цифровыми частотами дискретизации.
Сфера применения этих аудиоанализаторов практически не ограничена: они пригодятся и в научно- исследовательской лаборатории, и при сервисном обслуживании, и в качестве универсальных измерительных приборов в системах автоматизированного производства.
Размещённые в аудиоанализаторах R&S UP-350генераторы сигналов задают новые стандарты в нижнесм ценовом сегменте. В приборах доступен широкий выбор испытательных сигналов, идеально подходящих для измерений в исследовательских лабораториях, при сервисном обслуживании, на производстве и при обучении студентов, ведь они обеспечивают формирование широкого диапазона синусоидальных, двух и многотональных, пакетных и шумовых сигналов. За счёт уровня собственных искажений, не превышающего -90 дБ, аудиоанализаторы могут использоваться даже для измерения параметров аудиоустройств высшего класса.
Аудиоанализатор R&S UP-350 содержит множество разнообразных взвешивающих, третьоктавных и октавных фильтров. Возможно комбинированное использование фильтров (до трёх фильтров)
Аудиоанализатор работает в полосах частот 80 КгЦ, ОБЕСПЕЧИВАЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ ДАЖЕ В ШИРОКОПОЛОСТНОМ АУДИООБОРУДОВАНИИ (НАПРИМЕр, в DVD -проигрывателях). Анализатор R&S UP-350поддерживает частоты дискретизации до 192 кГц, что является беспрецендентной характеристикой для приборов данного класса.
Возможность БПФ- анализа, предлагаемые анализатором R&S UP-350. также задают новые стандарты для прибора данного класса. Так обеспечивается поддержка до 16 тысяч точек данных и разнообразных оконных функций, позволяющих отображать спектральный состав сигналов полосой до 80 кГц.
Антенны (в т.ч. П6-23А)
Авиационные тестовые системы
Авиационные приборы и комплексы
Радиоизмерительные приборы
Аудиоанализаторы
Измерители нелинейных искажений
Измерители разности фаз
Источники питания (в т.ч. Б2,Б5. )
Источники питания
Источники питания Tektronix
Источники питания Mastech
Источники питания Keithley
Источники питания Rohde&Schwarz
Источники питания TDK Lambda
Источники питания GW Instek
Источники питания Extech
Источники питания Rigol
Расходомеры и уровнемеры
Осциллографы
Осциллографы универсальные
Осциллографы LeCroy
Осциллографы Keysight (Agilent)
Осциллографы GW Instek
Осциллографы ATTEN
Осциллографы Rigol
Осциллографы Rohde&Schwarz
Частотомеры, стандарты частоты
Частотомеры
Лабораторное оборудование
Электроизмерительные приборы
Вольтамперметры
Измерительные мосты
В этом проекте аудио анализатор спектра в реальном времени реализуется с использованием 8-битного микроконтроллера PIC18F4550. Анализ спектра частот осуществляется оптимизированным 64-битным Быстрым Преобразованием Фурье (Fast Fourier Transformation, FFT, БПФ), написанном полностью на C. Выход с FFT отображается с помощью графического ЖК-дисплея 128x64 для визуализации звукового сигнала в реальном времени.
Для того чтобы выполнять вычисления FFT над аудио сигналом, необходимо подготовить аудио данные для PIC18F4550. МК имеет несколько аналогово-цифровых преобразователя (АЦП), которые могут быть использованы для измерения напряжения от 0В до 5В с 10-битной точностью (0-1023). Типичный сигнал линейного аудио выхода, является аналоговой волной с амплитудой 2В относительно 0В (т.е. сигнал переменного тока в диапазоне от +1В до -1В), как показано на следующей осциллограмме (с вывода W2 демо платы):
На картинке показана полноразмерная синусоидальная волна 5000 Гц, генерируемая с помощью ПК. Если бы мы подавали этот сигнал непосредственно на PIC, мы имели бы очень низкий диапазон входного напряжения (0-0.5В), и могли бы сделать выборку только верхней части сигнала, что сделало бы БПФ неверным.
Для того чтобы правильно сделать выборку сигнала, надо сделать две вещи. Во-первых, мы должны усилить сигнал, чтобы гарантировать, что мы можем максимально использовать диапазон 0-5В. Во-вторых, мы должны сдвинуть землю сигнала (0 вольт) на "виртуальную землю" 2.5В. Это позволит PIC сделать выборки и положительного, и отрицательного сигнала. Для этого на демо плате используется простой интегральный усилитель (LM386-1). Поскольку микросхема питается от источника питания 0В и 5В, она имеет удобный побочный эффект – смещение сигнала в середину необходимого диапазона. LM386-1 была использована т.к. это дешево и просто, однако вы можете использовать операционный усилитель с полным размахом входного и выходного сигнала для достижения этого с несколькими внешними элементами.
Следующая осциллограмма показывает сигнал с LM386-1 (для сигнала показанного выше), граничный диапазон напряжений установлен на 5 вольт (с контакта W3 демо платы):
Аппаратная часть смешивает линейный стерео вход, используя два резистора 10кОм, которые действуют как простой смеситель. Затем сигнал передается на LM386-1 через потенциометр 10кОм, который позволяет скорректировать сигнал. Далее выход с усилителя LM386-1 передается через простой RC фильтр, который обрезает сигнал примерно до 10 кГц. Затем полученный сигнал подается на контакт АЦП PIC18F4550. Фильтр 10 кГц действует как "сглаживающий" фильтр для БПФ, который не может правильно определить сигнал с частотой более чем 10 кГц. RC фильтр представляет собой очень простой тип фильтра (и очень неэффективный), но он был выбран, поскольку он легко изготавливается, и требует только 2 пассивных элемента. Обычно профессиональный анализатор спектра осуществляет сглаживание фильтром на 80% частоты Найквиста для БПФ (см. ниже), но, поскольку мы ограничены скоростью PIC, в этом проекте это невозможно сделать.
Демо плата также контролирует стандартный ЖК-дисплей с точечной матрицей 128x64, а также 3 светодиода (для тестирования преобразования звук-свет). Кроме того, есть 2 переключателя, позволяющие пользователю управлять выходом ЖК-дисплея в зависимости от того, что измеряется и как оно будет отображаться. Второе гнездо позволяет напрямую подать входной сигнал на другие аудио устройства, такие как наушники или колонки.
Вот принципиальная схема демо платы:
Плата является односторонней и используются только выводные компоненты для упрощения повторяемости. Я использовал PIC18F4550 для дополнительных выводов ввода/вывода, однако он может быть заменен на меньший PIC18F2550 который совместим по цоколевке. Схема достаточно проста для постройки на макетной плате, если вы хотите экспериментировать с трассировкой. Вот рисунок платы, который можно скачать ниже.
Прошивка полностью написана на C и может быть скачана ниже. Прошивка делится на 4 части:
АЦП делает выборки уровня напряжения на RA0 каждые 50 мкс. Это дает нам частоту дискретизации 20 кГц (20.000 раз в секунду). Для БПФ важно, чтобы выборки брались равномерно и аккуратно. Для этого есть небольшая задержка в цикле выборки, который калибруется с помощью осциллографа на контакте W4 демо платы. Суммарная скважность прямоугольного сигнала должна быть ровно 50 мкс. АЦП делает выборки с полным 10-битным разрешением, а затем сдвигается в сторону младших разрядов при помощи 512, чтобы установить виртуальную землю входного сигнала обратно в ноль. Это значит, что полученные выборки находятся в диапазоне от -512 до +512 именно так, как требуется математике БПФ.
Маршрутизация АЦП занимает немногим более 64x50 Us = 32 мс (3200 мкс) во время выполнения для каждого цикла.
64-битная БПФ
Подпрограмма БПФ была взята из примера, приведенного в интернете (ссылки на исходный код можно найти в исходном коде). Математика БПФ является сложной и я не претендую на полное её понимание! Код был уменьшен до минимально необходимых команд и портирован для PIC18F. PIC18F4550 имеет аппаратную функцию умножения 8x8 в ALU процессора, поэтому я также оптимизировал расчеты, чтобы компилятор правильно использовал возможности чипа.
То, что 18F имеет аппаратный умножитель 8x8, действительно являться ключом к расчету БПФ таким маломощным чипом в реальном времени. Скорость цикла имеет преимущество даже по сравнению с 64-битными вычислениями в массиве.
Расчет абсолютной величины
Выход из БПФ 32 'сложных' числа, которые состоят из действительной и мнимой части, представленными ??двумя массивами (вы должны прочитать о БПФ в Google, если вы хотите узнать больше). Для того, чтобы показать результат в осмысленном виде, необходимо рассчитать абсолютную величину комплексного числа, что осуществляется с помощью расчета Пифагора для вычисления расстояния до комплексного числа от начала координат 0. Это включает в себя вычисление корня из числа, что реализуется программным обеспечением очень быстро, используя целые SQRT() эквивалентны, поскольку любые операции с плавающей точкой будут слишком медленными.
Процедура расчета БПФ и абсолютной величины занимает примерно 70 мс (7000 мкс) для каждого цикла
Обновление ЖК-дисплея
ЖК-дисплей 128x64 должен обновлятья?? как можно быстрее. Для этого я использовал очень простой алгоритм рисования диаграммы, который требует минимально возможного количества команд дисплею.
Два переключателя на плате позволяют пользователю переключаться между увеличением выхода x1 и x8 (так как в среднем частота музыки довольно низкая), а также между линейным выходом или логарифмическим выходом (на основе дБ). Это просто разные способы показа выхода в зависимости от того, хотите те ли вы точное представление об уровне частоты, или более приятный глазу выход .
Процедура обновления ЖК-дисплея занимает около 45 мс для каждого обновления.
Общая (средняя) скорость БПФ
Примерная скорость на дисплее анализатора спектра один кадр в 150 мс, в результате чего общая частота кадров около 6.5 кадров в секунду (или 10 кадров в секунду без ЖК-дисплея). Это можно легко улучшить сокращением необходимых блоков частот (что сократило бы отбор проб и время выполнения БПФ) или с помощью устройства отображения с более быстрым обновлением. Если вы хотели бы использовать БПФ для управления светодиодами светового устройства, можно легко сделать и то и то.
Частота Найквиста в БПФ (самая высокая частота, которую он может обнаружить) составляет 10 кГц. 32 блока частот равномерно распределяются во всем диапазоне, однако, из-за работы подпрограммы БПФ, нельзя использовать нижние блоки. Это значит, что отображаемая частота для каждого блока выглядит следующим образом (в Гц):
Я не сомневаюсь, что программное и аппаратное обеспечение может быть улучшено. Я не эксперт в БПФ, но я хотел бы услышать любые идеи о том, как ускорить этот процесс. Кроме того, сглаживающий фильтр на демо плате не так уж эффективен и может быть легко заменен на фильтр на основе ОУ. Я просто не хочу использовать больше, чем минимально необходимое для работы аппаратное обеспечение.
Также я хотел бы сказать отдельное спасибо моему хорошему другу Richard Stagg, без его математической настойчивости этот проект, наверное, никогда не был бы завершен!
Компактный прибор для аудиоизмерений с аналоговыми и цифровыми интерфейсами.
Истинная двухканальная обработка и генерация сигналов, Максимальный динамический диапазон, Джиттер-анализ и тестирование интерфейса, Частота дискретизации до 192 кГц.
Хотя в настоящее время для обработки звуковых сигналов в основном используют цифровые методы, непрерывно усовершенствуемая аналоговая техника всегда будет оставаться жизнеспособной альтернативой цифровому подходу. В результате, необходимо иметь возможность проведения измерений как в аналоговых, так и в цифровых интерфейсах. Именно эти возможности предоставляет аудиоанализатор R&S®UPV.
Прибор выполняет практически все виды измерений, встречающиеся в сфере работы со звуком, начиная от измерения частотных характеристик, отображения искажений и спектров и заканчивая анализом цифровых интерфейсов. Одновременно могут выполняться и отображаться несколько измерительных функций; в отличие от других многочисленных аудиоанализаторов, все измерения в диапазоне звуковых частот выполняются в настоящем двухканальном режиме, наполовину сокращая время измерения в случае работы со стереосигналами.
Встроенный генератор, как любой универсальный генератор сигналов, способен формировать любые возможные сигналы – от синусоидальных до шумовых; эти сигналы могут выводиться с номинальной АЧХ, выбираемой пользователем.
Широкий набор испытательных сигналовГенераторы серии R&S®UPV позволяют создавать широкий набор аналоговых и цифровых (опция R&S®UPV-B2) испытательных сигналов:
Анализатор R&S®UPV обеспечивает расширенный диапазон измерительных функций для аналоговых и цифровых (опция R&S®UPV-B2 ) интерфейсов:
Анализатор R&S®UPV представляет собой моноблочный многофункциональный прибор со встроенным управляющим компьютером, что значительно облегчает его транспортировку. Поскольку прибор поставляется полностью подготовленным к работе, то единственными действиями перед началом работы с ним являются распаковка и включение. Периферийные устройства также не нужны, ведь все необходимое оборудование уже установлено:
Анализатор R&S®UPV (под управлением ОС Windows XP Embedded ) оснащен современным и интуитивно-понятным пользовательским интерфейсом.
Ключевую роль играет большой экран, ведь он используется не только для отображения результатов измерений, но и для выполнения настроек. Все настройки анализатора производятся в панелях, которые содержат совместно используемые функции и настройки.
Доступно пять различных рабочих экранов. Переключение между этими экранами осуществляется одним нажатием клавиши, что обеспечивает быстрый доступ к отдельным панелям без загромождения экранного пространства.
Размер панелей и их положение на экране можно изменить в любой момент.
Стандартные настройки прибора, такие как параметры аудиоинтерфейса, расположены на отдельных панелях; после того, как настройки сделаны, они могут быть скрыты на время остальных измерений.
Для облегчения работы с прибором на экране отображаются только использующиеся в данный момент функциональные блоки; все остальные блоки остаются на заднем плане. Например, параметры качания отображаются на панели генератора только после выбора функции качания.
Прибором можно полностью управлять с передней панели, причем главнейшую роль в этом играет поворотная ручка. Перемещение между панелями может выполняться действиями одной руки. Выбор отдельной функции осуществляется нажатием на поворотную ручку. Числовые значения можно изменять непосредственно с помощью поворотной ручки, обеспечивающей огромное преимущество при выполнении различных регулировок.
Функциональные клавиши в нижней части экрана обеспечивают быстрый доступ к функциям изменения, например, параметров графического отображения.
Прибором R&S®UPV можно управлять с помощью внешней клавиатуры и/или мыши подобно обычному приложению Windows.
Благодаря легко воспринимаемым принципам управления и тому, что аналоговые и цифровые измерения выполняются похожим образом, пользователи быстро освоят управление прибором.
Все результаты измерений – одним взглядомАудиоанализатор R&S®UPV является универсальным прибором для анализа звуковых и низких частот, оснащенным функциями генератора и анализатора в аналоговой области и (опционально) в цифровой области.
Многие аудиоустройства не предъявляют столь высоких требований к динамическому диапазону и универсальности. На производстве особое внимание часто уделяется производительности, также важное значение имеет стоимость комплекса для производственных испытаний. Кроме того, при тестировании бытового аудиооборудования измерения параметров многоканальных устройств, таких как системы объемного звучания, должны проводиться с помощью современных интерфейсов, например HDMI. Именно в таких задачах семейство аудиоанализаторов R&S UPP в полной мере раскрывает свои возможности. В зависимости от модели два, четыре или восемь каналов обрабатываются одновременно, а каскадное включение нескольких инструментов позволяет задействовать до 48 измерительных каналов, что сокращает время измерений.
Компактный и экономичный аудиоанализатор R&S UPP предназначен для системных решений. Он обладает малой высотой и не оснащен органами управления на передней панели и встроенным дисплеем. Прибором можно управлять дистанционно через LAN, шину USB или IEC/IEEE. В сочетании с внешним монитором, мышью и клавиатурой он становится измерительным прибором с ручным управлением для лабораторного комплекса. Анализатор оснащен встроенным управляющим компьютером с уже установленным необходимым программным обеспечением. Это позволяет сразу же начать измерения.
Благодаря одинаковым принципам эксплуатации и дистанционному управлению, аудиоанализаторы R&S UPV и R&S UPP образуют эффективный комплекс. Они служат оптимальным решением как для исследований и разработки, так и для производства соответственно, а также хорошо сочетаются вместе, например, если необходимо изменить настройки прибора или методики измерений.
Эффективный и быстрый
Все тестовые сигналы и измерительные функции в одном приборе
Большое разнообразие интерфейсов в одном приборе
Удобство работы с прибором
Опции для расширения функциональных возможностей
Цена приведена как справочная информация, не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации и может быть изменена в любое время без предупреждения.
• Возможность комплектации прибора опциями цифровых аудиоинтерфейсов, включающих либо один из стандартных интерфейсов AES3/SPDIF или DSI, либо оба одновременно
• Возможность тестирования множества используемых в настоящее время компонентов и приложений с диапазоном входных логических уровней от 1,2 до 3,3 В (DSI)
• Исследование широкого круга приложений с использованием нескольких форматов DSI: I 2 S, Left Justified, Right Justified и DSP
• Одноклавишный доступ к четырём основным режимам работы: анализатор, генератор, графический режим, режим свипирования
• Измерения на постоянном токе и на частотах от 10 Гц до 100 кГц
• Измерение отношения сигнал/шум, SINAD, IMD, DFD, отношения THD+ N, уровня THD + N, перекрестных искажений и многое другое
• Применение весовых функций, стандартных фильтров и фильтров, определяемых пользователем
• Возможность подачи на испытуемое устройство стандартных сигналов и сигналов произвольной формы высокого качества
• Просмотр результатов измерения в числовом и графическом представлении
• Подключение к ПК через интерфейсы GPIB, LAN/LXI C и USB
• Встроенный режим совместимости с HP 8903B на уровне кода не требует переписывать программы на языке SCPI
Аудиоанализатор U8903A компании Agilent представляет одноблочное техническое решение с расширяемыми функциональными возможностями, универсальными измерительными функциями, обеспечивающее различные тестовые сигналы и обладающее мощными возможностями анализа сигналов. С интерфейсной платой, которая включает цифровые аудиоинтерфейсы S/PDIF/AES3 и/или Digital Serial Interface, U8903A может использоваться также для измерения и количественной оценки параметров цифровых и аналоговых схем в таких приложениях, как разработка аналоговых и цифровых ИС и модулей, аудиоустройств беспроводной связи и бытовой электроники.
Аудиоанализатор сочетает функциональные возможности измерителя искажений, измерителя отношение сигнала к сумме шума и искажений (SINAD), частотомера, вольтметра постоянного и переменного тока, анализатора спектра на основе БПФ и источника звуковых сигналов с низким уровнем искажений. При работе в автономном режиме или в составе испытательной системы точность и универсальность анализатора помогают создать различные уровни звукового сигнала в конечном изделии.
Измерение и анализ основных параметров звукового сигналаС помощью анализатора U8903A можно измерить спектр звукового сигнала в диапазоне частот от 10 до 100 кГц и выполнить измерения на постоянном токе встроенными средствами. Два входных канала позволяют выполнить измерения стереозвука, частотной характеристики, испытания беспроводных звуковых систем и компонентов.
Легко определить такие параметры, как отношение сигнал/шум (SNR), отношение сигнала к сумме шума и искажений (SINAD), интермодуляционные искажения (IMD), искажение разностной частоты (DFD), полный коэффициент гармоник и шума – отношение (THD + N ratio) и уровень (THD + N level), перекрёстные искажения и многое другое. Дополнительно имеются возможности измерения напряжений переменного и постоянного тока, частоты, частотного спектра, анализ спектра на основе БПФ.
Для всех измерений можно использовать весовые функции, фильтры нижних и верхних частот, стандартные фильтры. С помощью MATLAB и других прикладных программ можно создать собственные фильтры и загрузить их в анализатор через USB порт. Одновременно можно использовать один, два или три фильтра, либо одну, две или три весовых функции.
Генерация высококачественных тестовых сигналовВстроенный двухканальный генератор сигналов позволяет создавать стимулы для испытуемого устройства с различными формами высококачественных сигналов: синусоидального (с уровнем шумового порога минус 105 дБ), меандра, прямоугольного импульса, шумового сигнала (с гауссовой или прямоугольной функцией распределения), двухтонального и многотонального (до 64 тонов). Для моделирования сложных и реалистичных сигналов можно создавать сигналы произвольных форм с длиной записи до 32768 точек и частотой дискретизации 312,5 кГц. Пределы установки выходного напряжения – от 0 до 8 В СКЗ с погрешностью 1 %. Выходной импеданс на соединителях несимметричного сигнала 50 или 600 Ом, по выбору.
Технические характеристики Аналоговый генераторСоединители
• Дифференциальный выход: XLR, выходной импеданс: 100 или 600 Ом
• Несимметричный выход: BNC, выходной импеданс: 50 или 600 Ом
ПРОФКИП Г4-222М генератор сигналов ВЧ
ПРОФКИП С4-74М анализатор спектра
ПрофКиП Б5-46/1М источник питания аналоговый
ПРОФКИП С4-82М анализатор спектра
Наш адрес:
Московская область, город Мытищи, Олимпийский проспект, дом 38Б, офис 1/12
