Synchronizacja opóźnienia badanego urządzenia w pomiarach audio

Synchronizacja bodźca pobudzającego i rejestrowanego stanowi kluczowy element w poprawnej akwizycji sygnału i obliczeniu szukanych parametrów.

W tym zakresie Audio Precision oferuje szereg narzędzi optymalizujących cały proces. W kontekście samych pomiarów synchronizacja poruszana jest najczęściej w stosunku do pomiarów w otwartej pętli pomiarowej, czyli takiej w której analizator nie działa w pętli używając złącza generatora i analizatora jednocześnie. W takim przypadku używa się tak zwanych “pilotów”, czyli najczęściej tonów o zdefiniowanym poziomie, częstotliwości i długości trwania, po których występuje faktyczny bodziec pomiarowy.

Znacznie rzadziej porusza się kwestie synchronizacji w przypadku pętli zamkniętej, w której zarówno generacja jak i rejestracja sygnału odbywa się z użyciem analizatora AP. Kluczowe w tym kontekście są potencjalne opóźnienia wprowadzane przez badane urządzenie. W poniższym artykule przedstawię sposób synchronizacji poprzez wyliczanie i zastosowanie opóźnienia badanego urządzenia.

Pomiary urządzeń bluetooth

Dobrym przykładem sytuacji, w której wymagana będzie znajomość opóźnienia są pomiary urządzeń Bluetooth ®. Jednym ze sposobów jest oczywiście sparowanie urządzenia z niezależnym generatorem i synchronizacja poprzez ton pilotowy, natomiast w tym zakresie Audio Precision posiada dedykowany interfejs APx BT DUO, umożliwiający zarówno generowanie jak i akwizycję sygnału przesyłanego tym protokołem. Informację na temat wszystkich modułów pomiarowych dostępne są w zakładce Złącza modułowe do analizatorów AP.

Rys. 1 - Interfejs APX BT DUO do pomiarów urządzeń  Bluetooth ®.

W ustawieniach połączeń oprogramowanie APx500 oferuje możliwość wyboru odpowiedniego kodeka i badanego urządzenia. System przystosowany jest zarówno do pojedynczych pomiarów laboratoryjnych jak i masowych pomiarów produkcyjnych.

Rys. 2 - Panel zarządzania

Ustawienie opóźnienia badanego urządzenia

Niektóre z urządzeń, np. Bluetooth, Smart lub akustyczne, mogą wprowadzać znaczne (przekraczające 10 ms) opóźnienia, skutkujące problemem w akwizycji i analizie sygnału. W tym zakresie oprogramowanie APx500 posiada specjalny krok umożliwiający zaimplementowanie spodziewanego opóźnienia, a następnie uwzględnienie go w torze pomiarowym. 

Jedną z najwygodniejszych funkcji w pomiarach produkcyjnych jest dodanie odpowiedniego kroku w sekwencji: “Measure and Set DUT Delay”. Jest to dedykowany krok pomiarowy, który zarówno mierzy jak i wstawia automatycznie wartość zmierzonego opóźnienia, dla wszystkich pomiarów w obrębie ścieżki Tak, ten artykuł można znacznie rozwinąć w stylu profesjonalnym. Poniżej przedstawiam propozycje, jak można to zrobić, dodając bardziej techniczne detale, formalny język i rozszerzając zakres omawianych zagadnień:

Rys. 3 - oprogramowanie umożliwia na stworzenie gotowej sekwencji pomiarowej.

Okno ustawień kroku pozwala dostosować sygnał pobudzający i sposób akwizycji sygnału. Do ustawienia są odpowiednio: 

• Typ bodźca (Stimulus Type)

     • Pseudo Random Sequence (PRS)

     • Maximum Length Sequence (MLS)

• Kształtowanie szumu (Noise Shape)

     • White (biały szum)

     • Pink (różowy szum – domyślny)

• Długość sekwencji (Sequence Length)

     • 16k (16,383 próbek) – ok. 341 ms przy 48 kHz

     • 32k (32,767 próbek) – ok. 683 ms

     • 64k (65,535 próbek) – ok. 1,37 s

     • 128k (131,071 próbek) – ok. 2,73 s

• Poziom sygnału (Level)

     • Ustawienie poziomu wyjściowego bodźca

• DC Offset

     • Opcjonalne ustawienie przesunięcia DC na wyjściu

• Levels Track Ch 1

     • Wyrównanie poziomów wszystkich kanałów do poziomu kanału 1

• Długość akwizycji (Acquisition Length)

     • Czas rejestracji sygnału w sekundach – musi uwzględniać czas trwania sekwencji oraz oczekiwane opóźnienie

Rys. 4 - panel zarządzania krokiem measure and set dut delay.

Krok może zostać dostosowany każdorazowo przed rozpoczęciem pomiaru, z tego powodu możliwe jest zarejestrowanie opóźnienia każdego urządzenia indywidualnie. Obliczona wartość opóźnienia wskazywana jest bezpośrednio w ustawieniach ścieżki pomiaru. 

Rys. 5 - po wykonaniu pomiaru systemu automatycznie ustawia opóźnienie o wartości 408,1 ms.

Rejestracja opóźnienia jako pomiar

Na etapie projektowania, pomiar opóźnienia będzie cenną informacją opisującą cechy urządzenia. W tym zakresie Audio Precision posiada dedykowaną funkcję pomiarową DUT Delay, rejestrującą akwizycję i obliczającą opóźnienie urządzenie, wraz z zarejestrowanymi wartościami w funkcji czasu. Wartość pomiaru może posłużyć również do ręcznego wpisania wartości opóźnienia DUT dla innych pomiarów. 

Rys. 6 -  okno pomiarowe funkcji dut delay

Poznaj oprogramowanie APx500

Opóźnienia spowodowane przetwarzaniem sygnału przez badane urządzenie może wpłynąć na obliczenia wykonywane podczas akwizycji, skutkując błędnymi wynikami. Oprogramowanie APx500 oferuje urządzenia zarówno do wyznaczenia takiego opóźnienia i uwzględnienia w trakcie pomiarów, jak i do oszacowania go na etapie projektowania urządzenia. Jeden dodatkowy krok w sekwencji pomiarowej pozwala na pełną synchronizację, szczególnie w przypadku urządzeń Smart i Bluetooth®. 

Oprogramowanie APx500 stanowi potężne narzędzie, pokrywające wymagania testów projektowych i produkcyjnych. Gotowe funkcje pomiarowe pozwalają na łatwe skonstruowanie i wdrożenie procedur pomiarowych bez potrzeby programowania. Oprogramowanie stanowi wspólną platformę pomiarową zarówno pomiędzy analizatorami jak i alternatywą APx500 FLEX, pozwalającą na dostęp do środowiska z pozycji interfesów ASIO.

Dowiedz się więcej o oprogramowaniu APx500