イントロダクション
In 第1部 この実験では、Moku:Go 周波数応答アナライザを使用して、LabVIEW を使用してテスト対象デバイス (DUT) をプログラム的に特性評価および検証する方法の最初の手順を示しました。手動によるデータ収集から始めて、セットアップの精度を検証し、マイクの周波数応答と極性パターンを再現しました。パート 2 では、電動回転ステージを使用して方向感度の特性評価を完全に自動化します。
セットアップ
図１に示すように、次のツールを使用しました。
- Moku:Go 周波数応答アナライザ
- スピーカー: Event PS6
- リファレンスマイク：Oktava MK-12-01
- テスト対象デバイス (DUT): Royer r-121 マイク
- プリアンプ: Apogee Duet
- 電動回転ステージ
図 1: テストセットアップのブロック図とテスト対象デバイス
自動化された方向性特性評価
マイクロフォンの指向性の特性評価を自動化するために、DUT を電動回転ステージに取り付けました。回転ステージはステッピングモーター、ウォームギア、モーターコントローラーで構成されます。ステッピングモーターは、優れた速度制御、正確な位置決め、動作の再現性を提供します。これらはすべて、信頼性が高く一貫した自動測定を行うための重要な要件です。回転ステージに取り付けるマイクロフォン テーブル マウントを備えたプレートを組み立てました (図２)。これにより、DUT を個別のステップで完全に３６０度回転させることができます。
図 2: 電動回転ステージと取り付けプレート
LabVIEWの実装
自動マイク特性評価プログラムは、Moku:Go 周波数応答アナライザ、回転ステージを駆動するステッピングモーター、DUT を監視するライブカメラフィードを制御します。プログラムは DUT の回転を制御し、１５度ずつ３６０度回転させ、各位置でスイープを測定し、極座標プロットにプロットする前に１ kHz に対応する値を抽出します。 DUT の位置ごとに、プログラムは周波数応答プロットを更新します。ライブカメラフィードには DUT の物理的な回転が表示され、さまざまなステータスメッセージがフロントパネルに表示されます (図 ３)。
図 3: LabVIEW グラフィカルユーザーインターフェイス
LabVIEWデモプログラムのグラフィカルユーザーインターフェース（GUI）には、構成パラメータ、MokuのIPアドレス、スイープ正弦波、回転ステージが表示されます。中央には周波数応答プロットとライブカメラ映像が表示され、右側には極座標プロットがリアルタイムで更新される様子を確認できます。Mokuデバイスがスイープ中の各位置を測定し、360Hzに対応する値を抽出して極座標プロットにプロットする間、DUTは15°ステップで1000°回転します。図4に示すLabVIEWブロックダイアグラムは、MokuデバイスをDUT、テストフィクスチャ、および監視装置とどのように統合したかを詳細に示しています。
図4: LabVIEWのブロック図
このプログラムは、キューに入れられたメッセージハンドラーの設計パターンを利用します。コードの複数のセクションが並行して実行されます。コードの各ブロックはタスク専用であり、各ブロックはステートマシンとなります。
- イベントハンドラー – GUI からトリガーされたイベントを処理する。
- メッセージハンドラー – イベントハンドラーとキューステートマシン (QSM) の間、および QSM 同士の間でメッセージを渡す。
- モーターQSM – 回転ステージを駆動するステッピングモーターを制御する。
- プロット QSM – 周波数応答アナライザ(FRA) 測定からデータを受信し、極プロットを更新する。
- ステータス QSM – ステートマシンからフロントパネルにステータスメッセージを中継する。
- カメラ QSM – リアルタイムのビデオフィードで DUT を監視する。
- Moku QSM – ラウドスピーカーを駆動し、基準マイクとDUTの応答を同時に測定し、データをプロットQSMに送信し、１/３オクターブ平滑化と１kHzに対応する振幅値の抽出を含む追加データ処理を行う。
モーター、プロット、および Moku QSM が連携してテストシーケンスを完了します。
テストシーケンスの概要
1. Moku FRA がスイープを開始する (Moku QSM)
2. Moku FRA 応答を測定する (Moku QSM)
- スイープを停止する (Moku QSM)
- データをプロットに送信する (Plot QSM)
- モーターに次の位置に移動するように指示する
3. モーターが次の位置を決定する (モーター QSM)
4. モーターが DUT を次の位置に回転する (モーター QSM)
- FRA にスイープを開始するように指示する (Moku QSM)
5. DUT が 360 度回転するまで手順を繰り返す。
出力データ
プログラムは次のデータを保存する。
- 各測定位置の周波数応答生データ
- 極座標プロットデータ
- 極座標プロット
- FRA 機器の設定
出力データは、将来この測定を再現するために必要なすべての情報を提供し、簡単なデータ共有は Moku: アプリケーションの不可欠な部分です。
結果
DUT は Royer R-１２１ 双方向リボン マイクです。８ の字の極性パターンを備えているため、マイクの前面と背面から拾う音には同等に敏感ですが、側面から入ってくる音にはそれほど敏感ではありません。
図5は、ポーラープロットの詳細図です。このマイクでは予想通り、明瞭な8の字型のポーラーパターンが見られます。また、予想通り、マイクの前面と背面から収音した音に対しては同等の感度を示し、側面から収音した音に対しては感度が低いようです。側面からマイクに入る音は約15dB減衰します。
図 5: DUT のポーラープロット
結論
この記事では、Moku:Go 周波数応答アナライザを完全に自動化し、LabVIEW を使用してテスト対象デバイスをプログラムで特性評価・検証する方法を説明しました。 Liquid Instruments LabVIEW API を使用すると、Moku を他のメーカーのハードウェアと簡単に統合して、カスタム自動テスト ソリューションを作成できます。
ライブで実例をご覧になるには、 ウェビナーをご確認ください。.
詳細については、こちらをクリックしてください。または、support@liquidinstruments.comまでお問い合わせいただくことも可能です。