介绍
In 部分1 在本实验中，我们展示了如何使用 Moku:Go 频率响应分析仪通过 LabVIEW 以编程方式表征和验证被测设备 (DUT) 的初始步骤。 从手动数据收集开始，我们验证了设置的准确性并复制了麦克风的频率响应和极性模式。 现在，在第 2 部分中，我们使用电动旋转台来完全自动化方向灵敏度表征。
仪表
我们使用了以下材料，如图 1 所示：
- Moku:Go 频率响应分析仪
- 扬声器：活动 PS6
- 参考麦克风：Oktava MK-12-01
- 被测设备 (DUT)：Royer r-121 麦克风
- 前置放大器：Apogee Duet
- 电动旋转台
图 1：测试设置框图和被测设备
自动方向性表征
为了自动表征麦克风的方向性，我们将 DUT 安装在电动旋转台上。 旋转台由步进电机、蜗轮和电机控制器组成。 步进电机提供出色的速度控制、精确的定位和运动的重复性，这些都是进行可靠且一致的自动化测量的关键要求。 我们组装了一个带有麦克风桌面支架的板，该支架连接到旋转台（图 2），这使我们能够以离散的步骤将 DUT 旋转完整的 360°。
图 2：电动旋转台和安装板
LabVIEW实现
自动麦克风表征程序控制 Moku:Go 频率响应分析仪、驱动旋转台的步进电机以及监控 DUT 的实时摄像头馈送。 该程序控制 DUT 旋转，以 360° 增量旋转 15°，测量每个位置的扫描，并提取与 1 kHz 相对应的值，然后将其绘制在极坐标图上。 对于每个 DUT 位置，程序都会更新频率响应图。 实时摄像头显示 DUT 的物理旋转，并且前面板上显示各种状态消息（图 3）。
图 3：LabVIEW 图形用户界面
LabVIEW 演示程序的图形用户界面 (GUI) 显示配置参数、Moku IP 地址、扫频正弦波和旋转台。在中间，您可以查看频率响应图和实时摄像头信号。在右侧，您可以实时观看极坐标图的更新。DUT 以 360° 的步长旋转 15°，同时 Moku 设备测量扫描中的每个位置，提取对应于 1000 Hz 的值，并将其绘制在极坐标图上。图 4 所示的 LabVIEW 程序框图详细展示了我们如何将 Moku 设备与 DUT、测试夹具和监控设备集成。
图 4：LabVIEW 框图
该程序利用排队消息处理程序设计模式。 多段代码并行运行。 每个代码块专用于一个任务，每个块都是一个状态机。
- 事件处理程序 – 处理从 GUI 触发的事件
- 消息处理程序 – 在事件处理程序和排队状态机 (QSM) 之间以及 QSM 本身之间传递消息
- 电机 QSM – 控制驱动旋转台的步进电机
- 绘制 QSM – 从频率响应分析仪 (FRA) 测量接收数据并更新极坐标图
- 状态 QSM – 将状态消息从状态机转发到前面板
- 相机 QSM – 通过实时视频源监控 DUT
- Moku QSM – 驱动扬声器，同时测量参考麦克风和 DUT 响应，将数据发送到 Plot QSM，并进行额外的数据处理，包括 1/3 倍频程平滑和提取与 1 kHz 相对应的幅度值
电机、绘图和 Moku QSM 协同工作来完成测试序列。
测试序列概述
1. Moku FRA发起扫荡（Moku QSM）
2. Moku FRA 测量响应（Moku QSM）
- 停止扫描 (Moku QSM)
- 将数据发送到绘图 (Plot QSM)
- 告诉电机转到下一个位置
3. 电机确定下一个位置（电机QSM）
4. 电机将 DUT 旋转到下一个位置（电机 QSM）
- 通知 FRA 开始扫描 (Moku QSM)
5. 重复步骤，直到 DUT 旋转 360°。
输出数据
该程序保存以下数据：
- 每个测量位置的频率响应原始数据
- 极坐标图数据
- 极坐标图
- FRA 仪器设置
输出数据提供您将来重现此测量所需的所有信息，轻松的数据共享是 Moku：应用程序不可或缺的一部分。
功能验证
DUT 是 Royer R-121 双向带状麦克风。 它具有 8 字形拾音模式，这意味着它对从麦克风正面和背面拾取的声音同样敏感，而对从侧面传入的声音则不那么敏感。
图5显示了极坐标图的详细视图。清晰的8字形指向性图清晰可见，这正是这款麦克风的预期结果。同样不出所料，它对麦克风前后拾取的声音似乎同样敏感，但对从侧面拾取的声音则不那么敏感。从麦克风侧面进入的声音衰减了大约15 dB。
图 5：DUT 极坐标图
结语
在本篇博客中，我们演示了如何使用 LabVIEW 对 Moku:Go 频率响应分析仪进行完全自动化控制，从而以编程方式对被测设备进行特性分析和验证。Liquid Instruments LabVIEW API 可以轻松地将 Moku 与其他厂商的硬件集成，从而创建定制化的自动化测试解决方案。
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