개요
In 파트 1 이 실험에서는 Moku:Go 주파수 응답 분석기를 사용하여 LabVIEW를 사용하여 테스트 중인 장치(DUT)를 프로그래밍 방식으로 특성화하고 검증하는 방법의 초기 단계를 보여주었습니다. 수동 데이터 수집부터 시작하여 설정의 정확성을 확인하고 마이크의 주파수 응답과 극성 패턴을 복제했습니다. 이제 2부에서는 전동 회전 스테이지를 사용하여 방향 감도 특성화를 완전히 자동화합니다.
측정기 모델
우리는 그림 1에 표시된 다음 자료를 활용했습니다.
- Moku:Go 진동수 응답 분석기 장비
- 확성기: 이벤트 PS6
- 레퍼런스 마이크: Oktava MK-12-01
- DUT(테스트 대상 장치): Royer r-121 마이크
- 프리앰프: Apogee Duet
- 전동 회전 스테이지
그림 1: 테스트 설정 블록 다이어그램 및 테스트 중인 장치
자동화된 방향성 특성화
마이크 방향성의 특성화를 자동화하기 위해 우리는 전동 회전 스테이지에 DUT를 장착했습니다. 회전단은 스테퍼 모터, 웜기어, 모터 컨트롤러로 구성됩니다. 스테퍼 모터는 안정적이고 일관된 자동 측정을 위한 모든 중요한 요구 사항인 뛰어난 속도 제어, 정확한 위치 지정 및 이동 반복성을 제공합니다. 우리는 회전 스테이지에 부착되는 마이크 테이블 마운트가 있는 플레이트를 조립했습니다(그림 2). 이를 통해 개별 단계에서 DUT를 전체 360° 회전할 수 있습니다.
그림 2: 전동 회전 스테이지 및 장착 플레이트
LabVIEW 구현
자동화된 마이크 특성화 프로그램은 Moku:Go 주파수 응답 분석기, 회전 스테이지를 구동하는 스테퍼 모터 및 DUT를 모니터링하는 라이브 카메라 피드를 제어합니다. 프로그램은 DUT 회전을 제어하여 360° 증분으로 15° 회전하고 각 위치에서 스윕을 측정하고 극좌표에 플롯하기 전에 1kHz에 해당하는 값을 추출합니다. 각 DUT 위치에 대해 프로그램은 주파수 응답 플롯을 업데이트합니다. 라이브 카메라 피드는 DUT의 물리적 회전을 보여주고 다양한 상태 메시지가 전면 패널에 표시됩니다(그림 3).
그림 3: LabVIEW 그래픽 사용자 인터페이스
LabVIEW 데모 프로그램의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)는 구성 매개변수, Moku IP 주소, 스윕 사인파, 회전 단계를 표시합니다. 중앙에서는 주파수 응답 플롯과 라이브 카메라 영상을 볼 수 있습니다. 오른쪽에서는 실시간으로 업데이트되는 극좌표 플롯을 확인할 수 있습니다. DUT는 360° 단위로 15° 회전하는 동안 Moku 장치는 스윕의 각 위치를 측정하고 1000Hz에 해당하는 값을 추출하여 극좌표 플롯에 표시합니다. 그림 4의 LabVIEW 블록 다이어그램은 Moku 장치를 DUT, 테스트 픽스처, 모니터링 장비와 통합하는 방법을 자세히 보여줍니다.
그림 4: LabVIEW 블록 다이어그램
프로그램은 대기 중인 메시지 처리기 디자인 패턴을 활용합니다. 여러 코드 섹션이 병렬로 실행됩니다. 각 코드 블록은 작업 전용이며 각 블록은 상태 머신입니다.
- 이벤트 핸들러 – GUI에서 트리거된 이벤트를 처리합니다.
- 메시지 처리기 – 이벤트 처리기와 QSM(대기 상태 머신) 간, 그리고 QSM 자체 간에 메시지를 전달합니다.
- 모터 QSM - 회전 단계를 구동하는 스테퍼 모터를 제어합니다.
- QSM 플롯 – FRA(주파수 응답 분석기) 측정에서 데이터를 수신하고 극좌표를 업데이트합니다.
- 상태 QSM – 상태 기계의 상태 메시지를 전면 패널로 전달합니다.
- 카메라 QSM – 실시간 비디오 피드로 DUT를 모니터링합니다.
- Moku QSM – 라우드스피커를 구동하고, 기준 마이크와 DUT 응답을 동시에 측정하고, Plot QSM으로 데이터를 전송하며, 1/3 옥타브 평활화 및 1kHz에 해당하는 진폭 값 추출을 포함한 추가 데이터 처리 기능이 있습니다.
모터, 플롯 및 Moku QSM이 함께 작동하여 테스트 시퀀스를 완료합니다.
테스트 시퀀스 개요
1. Moku FRA가 스윕을 시작합니다(Moku QSM).
2. Moku FRA 응답 측정(Moku QSM)
- 스윕을 중지합니다(Moku QSM)
- 데이터를 플롯(Plot QSM)으로 보냅니다.
- 모터에게 다음 위치로 이동하라고 지시합니다.
3. 모터가 다음 위치를 결정합니다(Motor QSM).
4. 모터는 DUT를 다음 위치로 회전시킵니다(Motor QSM).
- FRA에 청소를 시작하라고 지시합니다(Moku QSM).
5. DUT가 360° 회전할 때까지 단계를 반복합니다.
출력 데이터
프로그램은 다음 데이터를 저장합니다.
- 각 측정 위치에 대한 주파수 응답 원시 데이터
- 극좌표 데이터
- 극좌표
- FRA 기기 설정
출력 데이터는 Moku: 애플리케이션의 필수적인 부분인 간편한 데이터 공유를 통해 향후 이 측정을 재현하는 데 필요한 모든 정보를 제공합니다.
결과
DUT는 Royer R-121 양방향 리본 마이크입니다. 8자 모양의 극성 패턴을 가지고 있습니다. 즉, 마이크의 앞면과 뒷면에서 들어오는 소리에 똑같이 민감하고 측면에서 들어오는 소리에는 민감하지 않습니다.
그림 5는 극성 그래프의 자세한 모습을 보여줍니다. 8자 모양의 극성 패턴이 뚜렷하게 보이는데, 이는 이 마이크에서 예상되는 결과입니다. 또한 예상대로 마이크의 앞면과 뒷면에서 수집된 소리에는 동일하게 민감하게 반응하지만, 측면에서 수집된 소리에는 민감하게 반응하지 않는 것으로 나타났습니다. 측면에서 마이크에 들어오는 소리는 약 15dB 감쇠합니다.
그림 5: DUT 극좌표
맺음말
이 블로그에서는 LabVIEW를 사용하여 Moku:Go 주파수 응답 분석기를 완벽하게 자동화하여 테스트 대상 장치의 특성을 프로그래밍 방식으로 분석하고 검증하는 방법을 설명했습니다. Liquid Instruments의 LabVIEW API를 사용하면 Moku를 다른 제조업체의 하드웨어와 쉽게 통합하여 맞춤형 자동화 테스트 솔루션을 구축할 수 있습니다.
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