Как выбрать эффективную толщину экрана в заданном диапазоне частот: Электромагнитное экранирование, способы и материалы

46 — портативный ультразвуковой дефектоскоп

Параметры измерения

Дискретность измерения временных интервалов, нс3,125 / 6,250 / 12,500 / 25,000
Режимы измерения временных интерваловот 0 до первого сигнала в зоне или между сигналами в зонах / по фронту или по максимуму сигнала

Параметры ультразвукового контроля

Диапазон скоростей ультразвука, м/сот 1 000 до 9 999

Отображение сигнала

Развертка, мксот 0,0 до 7,5 (мин.) / от 0,0 до 1 000,0 (макс.)
Развертка, ммот 0 до 22 (мин., сталь) / от 0 до 2 975 (макс., сталь)
Задержка развертки, мксот -0,5 до 994,5
Отображение А-сигнала, точек220 x 200 (80 x 70 мм, в режиме настройки) / 320 x 240 (115 х 85 мм, в полноэкранном режиме)

Калибровка

Задержка в протекторе/призме преобразователя, мксот 0 до 100 (с точностью 0. 01)
Временная регулировка чувствительности (ВРЧ), дБот 0 до 90 (с построением кривой по 10 опорным точкам введенным вручную или от контрольных отражателей)
Кривая Амплитуда-Расстояние (АРК)построение по 10 точкам (регулируемая по высоте) / две дополнительных кривых ±12 дБ от базовой (с шагом 1 дБ)

Генератор

Демпфирование, Ом50 / 1 000 (до 25 в совмещенном режиме)
Тип зондирующего импульсарадиоимпульс
Амплитуда зондирующего импульса, В200
Частота повторений зондирующего импульса, Гцот 0 до 400 / 40 (специальный режим)
Количество периодов зондирующего импульсаот 0,5 до 5,0 с шагом 0,5

Приемник

Диапазон регулировки усиления, дБ110,0 (с шагом 0.5, 1, 2 или 6)
Усилительширокополосный (0.5 — 20 МГц / -6 дБ)
Входное полное сопротивление, Ом50 / 600
Цифровые фильтры4 (диапазонные узкополосные)
Измерение амплитудыв процентах от высоты экрана / в дБ относительно уровня порога в зоне / в дБ относительно опорного сигнала (AWS 1. 1) / в дБ относительно АРК / одновременно с индикацией координат отражателя, измеренных по пику сигнала
Отсечка от высоты экрана, %от 0 до 80 (компенсированная)
Детектированиеположительная или отрицательная полуволна / полное / радиосигнал (во всем диапазоне развертки)

Память

Количество хранимых результатов1 000 (50 файлов по 25)
Количество хранимых настроек (режимов контроля)100 (с А-сигналом и названием) / 100 (типовых преобразователей)

Автоматическая сигнализация дефектов

Контролируемые параметрыдефект в первой зоне / дефект во второй зоне / дефект в первой и во второй зонах / дефект в одной из зон / по АРК (сравнение сигнала в первой зоне с АРК)
Зоны контролядве независимых зоны / начало и ширина изменяются во всем диапазоне развертки / уровни порогов задаются от 0 до 95% высоты экрана при детектировании и от -95% до +95% при радиосигнале с шагом 1% / индивидуальная логика определения дефектов
Способ оповещениясветовая (для каждой зоны отдельно) / звуковая

Интерфейс

USBда

Преобразователь

Разъемы преобразователейLemo 000
Согласование с преобразователями сторонних производителей7 контуров согласования (с номиналами 0,66; 1; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8 и 15 мкГН)

Дисплей

Тип экранацветной TFT
Регулировка подсветкида
Количество точек (пикселей)320 x 240
Размер видимой области, мм115 x 85
Специальный режим для работы под ярким солнечным светомда
Изменение цветовой гаммыда

Питание

Автономная работада
Работа от сети переменного токада

Аккумулятор или элементы питания

Время автономной работы, ч.12,0
Способ размещениявстроенный
Тип аккумуляторовLi-ion
Рабочее напряжение питания, В11,0
Общая емкость, мА/ч5 000

Требования к сети переменного тока

Способ подключениявнешний блок питания
Напряжение в сети, В230

Габариты и вес

Высота, мм205,0
Ширина, мм160
Толщина, мм43,0
Вес, кг0,870 (с аккумулятором)

Условия эксплуатации

Диапазон рабочих температур, °Cот -25 до +55

Срок службы и гарантийные обязательства

Гарантийный срок эксплуатации, месяцев36

Определение характеристик полимеров в обтекателях и бамперах для обеспечения оптимальной работы радаров

Определение характеристик полимеров в обтекателях и бамперах для обеспечения оптимальной работы радаров | Rohde & Schwarz

Login or register to gain full access to the Knowledge+ platform!

I want to create an account

Register

or

I already have an account

Login

Автономные и полуавтономные транспортные средства работают на основе сложной программно-аппаратной архитектуры, которая собирает и использует данные от многочисленных радиолокационных датчиков. Для генерирования надежных данных датчики должны иметь беспрепятственный обзор окружающей среды. Расположенные перед датчиками бамперы или обтекатели не должны нарушать работу радаров. Чтобы гарантировать это, используемые пластмассовые детали и их полимерная подложка подвергаются тщательным испытаниям. R&S®QAR50 — это идеальный прибор для определения характеристик полимеров и их влияния на качество радиолокационного сигнала на раннем этапе проектирования и в рамках контроля качества при разработке материалов.

Рис. 1 Влияние характеристик полимеров на работу радара

/

Рис. 1 Влияние характеристик полимеров на работу радара

Открытый Lightbox

Измерительная задача

Применение

Для улучшения состава полимеров, используемых при изготовлении бамперов и обтекателей, требуется решение разнообразных задач. Например, материал должен способствовать достижению баланса таких характеристик, как легкая конструкция, привлекательный внешний вид, функциональность и свобода оформления. По мере увеличения количества радаров в автомобилях характеристики полимеров, используемых для изготовления бамперов и обтекателей, становятся ключевым фактором в общей эффективности радиолокации и приводят к появлению новых требований. Отражения и рассогласования материала вызывают отражения между радаром и бампером или обтекателем, что ведет к «ослеплению» датчика и смещению цели. В связи с этим необходимо оптимизировать состав полимеров, применяемых снаружи автомобиля, чтобы с самого начала гарантировать прозрачность для радаров (см. рис. 1). Для этого следует знать, каким образом конкретный полимер отражает, пропускает и/или поглощает ВЧ-энергию в диапазоне частот автомобильных радаров.

Как правило, в ходе измерений в первую очередь определяется диэлектрическая проницаемость материала. В общих словах, диэлектрическая проницаемость характеризует сжатие длин волны передаваемого сигнала внутри материала. Идеальная толщина материала всегда соответствует значению, кратному половине длины волны внутри материала. Это обусловлено гашением отражений по причине полной интерференции в точках перехода между воздухом и материалом.

Для определения относительной диэлектрической проницаемости (εr) необходимо знать электрическую толщину образца материала. Значение εr определяется после расчета резонансной частоты.

Ввиду различных углов прихода радиолокационного сигнала в указанную выше формулу необходимо добавить поправку. Формула расчета относительной диэлектрической проницаемости:

Поправка включает в себя величину ϑi — средний угол прихода сигнала. Она соответствует количеству полудлин волн в материале.

Если электрическая толщина образца равна 2λ, относительная диэлектрическая проницаемость рассчитывается следующим образом:

Рис. 2 Влияние полимеров на передачу и отражение радиолокационного сигнала

/

Рис. 2 Влияние полимеров на передачу и отражение радиолокационного сигнала

Открытый Lightbox

Производители материалов могут оптимизировать величину εr и точность минимальных значений потерь при отражении и передаче. Для этого во время разработки необходимо непрерывно контролировать диэлектрическую проницаемость и определять минимальные значения потерь при отражении и передаче. Эта стандартизированная процедура также допускает оптимизацию влияния многослойных систем (например, с окраской) в рамках итеративного процесса, чтобы избежать отрицательных взаимодействий между радаром и бампером или обтекателем на раннем этапе проектирования (см. рис. 2).

Рис. 3 Влияние толщины материала на значения потерь при отражении и передаче для однослойных обтекателей

Открытый Lightbox

Рис. 4 Анализ измерений потерь при передаче для одно- и многослойных обтекателей

Открытый Lightbox

Измерительная задача

Наиболее простым способом определения характеристик материала является использование листа диэлектрического материала с толщиной d и диэлектрической проницаемостью εr. Более сложные методы предусматривают работу с многослойными материалами с различной толщиной и различными параметрами (например, полимеры, поглотители, пеноматериалы или краски). При этом процедура определения характеристик существенно усложняется ввиду толщины отдельных слоев и возможных воздушных зазоров (см. рис. 3 и 4).

Рис. 3 Влияние толщины материала на значения потерь при отражении и передаче для однослойных обтекателей

/

Рис. 4 Анализ измерений потерь при передаче для одно- и многослойных обтекателей

/

Рис. 5 Влияние красок и покрытий на толщину материала бампера

/

Рис. 5 Влияние красок и покрытий на толщину материала бампера

Открытый Lightbox

В частности, металлизированные краски зачастую вносят различные коэффициенты неопределенности. Металлические пигменты выступают в роли проводников с электронами, разделенными диэлектриком. Под действием электромагнитных волн электроны начинают раскачиваться внутри металла, приводя к поляризации поверхности и существенному увеличению диэлектрической проницаемости (см. рис 5).

Поскольку требуется повторение всех перечисленных выше операций в быстрой последовательности, необходимо реализовать простой метод измерения с надежными результатами. Здесь применение ВЧ-сигналов в целях проведения измерений материалов дает ряд важных преимуществ. Первое и главное преимущество заключается в том, что данный подход позволяет проводить неразрушающие испытания материалов. Во многих случаях определение характеристик материала желательно без его разрушения. Еще одно важное преимущество заключается в том, что ВЧ-сигналы позволяют проводить измерения материалов во время различных физических, механических, термических или химических воздействий на материал. Измерения материалов с помощью ВЧ-сигналов сводятся к определению относительной диэлектрической проницаемости материала.

Для определения относительной диэлектрической проницаемости можно использовать векторный анализатор цепей. Векторный анализатор цепей измеряет передачу и отражение описываемым далее способом. Подробнее см. документ, указанный на стр. 5 данного руководства по применению.

Одним из методов неразрушающих испытаний является метод свободного пространства, т.к. он пригоден для высокочастотного диапазона радаров 76 ГГц. Для работы в этом диапазоне частот требуется система, состоящая из векторного анализатора цепей и комплекта для калибровки. Ввиду сложности конфигурации требуются глубокие знания о работе с векторными анализаторами цепей, чтобы гарантировать точность и повторяемость результатов. Векторные анализаторы цепей проводят измерения в избранных точках, поэтому малейшее отклонение угла оказывает огромное влияние на измеренные значения. Еще одно ограничение: образец материала должен быть относительно крупным и плоским, чтобы обеспечивалось его правильное облучение антеннами.

Решение компании Rohde & Schwarz

Ввиду растущей важности измерения характеристик полимеров, используемых в наружных компонентах автомобилей, компания Rohde & Schwarz разработала тестер качества автомобильных обтекателей R&S®QAR50.

R&S®QAR50 идеально подходит для проведения точных испытаний качества обтекателей и бамперов в диапазоне частот автомобильных радаров на всех этапах жизненного цикла продукции — от НИОКР до выходного контроля на производстве. В данном решении используются сотни приемных и передающих антенн для быстрого определения характеристик материалов, обтекателей и бамперов. Технология СВЧ-визуализации с электронной фокусировкой позволяет более гибко располагать испытуемое устройство. Тестер R&S®QAR50 предлагается с двумя кластерами антенн и настраиваемыми диапазонами частот. Он измеряет потери при передаче в одном направлении, отражение с обеих сторон (относительно верхнего и нижнего кластера) и фазу передачи — и всё это в рамках измерительного цикла длительностью менее 4 секунд. Результаты можно напрямую сравнивать с результатами, полученными по методу свободного пространства с помощью векторного анализатора цепей (см. таблицу).

Традиционный подход Подход Rohde & Schwarz
Требования:

  • Векторный анализатор цепей
  • 2 преобразователя частоты для диапазона частот Е
  • 2 рупорные антенны
  • ВЧ-кабели
  • Комплект для калибровки
Требования:

  • Тестер качества автомобильных обтекателей R&S®QAR50
  • Комплект для верификации R&S®QAR50-Z44 (отслеживание согласно национальным стандартам)
Дорогостоящее и сложное оборудование для ВЧ-измерений Экономичность и простота в обращении
Сложная процедура измерений с длительным временем калибровки и измерения Результаты измерений доступны через менее чем 4 с
Требуется обученный инженер-радиотехник Предварительные знания по радиотехнике не требуются
Пригодность для НИОКР Пригодность для НИОКР и производства

Измерительная установка

Процедура определения характеристик материала включает в себя следующие этапы:

  • Измерение физической толщины d
  • Размещение образца внутри R&S®QAR50
  • Выполнение измерений
  • Расчет относительной диэлектрической проницаемости εr с помощью сценария MATLAB® (возможна простая автоматизация)

При исследовании влияния покрытия или грунтовки на характеристики передачи и отражения испытуемого образца добавление верхнего слоя покрытия может привести к существенному ухудшению обоих показателей. В связи с этим рекомендуется также проводить измерения после нанесения окончательной окраски.

R&S®QAR50 измеряет средние значения потерь при отражении и передаче для диапазонов частот 1 и 2 для определенного участка испытуемого образца и выводит эти значения в числовом виде.

/

R&S®QAR50 измеряет средние значения потерь при отражении и передаче для диапазонов частот 1 и 2 для определенного участка испытуемого образца и выводит эти значения в числовом виде.

Открытый Lightbox

Настройка прибора

Благодаря наличию двух кластеров тестер R&S®QAR50 в стандартной конфигурации измеряет потери при отражении и передаче в одном направлении относительно верхнего и нижнего кластера — одновременно в диапазонах 76–77 ГГц и 76–81 ГГц (диапазоны 1 и 2).

При определении характеристик полимеров в пользовательском интерфейсе наглядно отображается вся необходимая информация. Благодаря упрощенной структуре меню для работы с тестером обтекателей не требуются глубокие знания по радиотехнике. На экране тестера выводятся числовые значения измеренных потерь при отражении и передаче, а также отображается информация о расположении испытуемого устройства. Это позволяет легко анализировать результаты измерений без наличия глубоких знаний по радиотехнике.

Опция R&S®QAR50‑K10 обеспечивает работу в диапазоне частот от 72 ГГц до 82 ГГц и отображает частотную характеристику измеренных потерь при отражении и передаче.

/

Опция R&S®QAR50‑K10 обеспечивает работу в диапазоне частот от 72 ГГц до 82 ГГц и отображает частотную характеристику измеренных потерь при отражении и передаче.

Открытый Lightbox

Для определения относительной диэлектрической проницаемости требуется отображение потерь при отражении и передаче в зависимости от частоты в диапазоне автомобильного радара. Опция R&S®QAR50‑K10 отображает частотную характеристику потерь при отражении и передаче в диапазоне частот от 72 ГГц до 82 ГГц.

Прибор R&S®QAR50 с опцией R&S®QAR50‑K10 отображает потери при отражении и передаче и частотную характеристику для двух показателей.

/

Прибор R&S®QAR50 с опцией R&S®QAR50‑K10 отображает потери при отражении и передаче и частотную характеристику для двух показателей.

Открытый Lightbox

Результаты измерений

Благодаря своей мощной вычислительной схеме тестер R&S®QAR50 способен обрабатывать большие объемы данных за короткое время. Для построения изображений и частотных графиков требуется всего несколько секунд. В зависимости от выбранных параметров и сохраняемых данных время цикла может составлять менее 4 секунд.

Ввиду измеряемых параметров прибор отличается высокой точностью, надежностью и прочностью. По этой причине тестер качества автомобильных обтекателей R&S®QAR50 фактически измеряет отражения вместо их расчета. Расчет отражений на основе значений фазы передачи и потерь при передаче теоретически возможен, однако он приводит к неточностям и очень подвержен ошибкам. Отражения оказывают существенное влияние на работу радаров, размещаемых на обтекателях и бамперах, поэтому здесь критически важна максимальная точность.

Синяя линия: измеренная кривая. Красная пунктирная линия: индикатор минимума кривой. Сиреневый участок: индикатор диапазона частот радара.

/

Синяя линия: измеренная кривая. Красная пунктирная линия: индикатор минимума кривой. Сиреневый участок: индикатор диапазона частот радара.

Открытый Lightbox

На полученных графиках изображена частотная характеристика отражающей способности испытуемого устройства (уровень), при этом уровень отображается в дБ в определенном диапазоне частот. Тестер R&S®QAR50 анализирует полученные значения уровня в пределах и вблизи типичных диапазонов радаров. Графики составляются для измерений потерь при отражении и передаче. На этих графиках по оси X откладывается частота, а по оси Y — уровень отражающей способности. Масштаб можно изменять.

В идеальном случае минимум частотной характеристики расположен в пределах рабочего диапазона частот радиолокационного датчика, используемого вместе с испытуемым устройством. Смещение минимума указывает на проблемы с электрической толщиной испытуемого устройства и необходимость внесения изменений. Расчет относительной диэлектрической проницаемости εr с fR = 76,24 ГГц:

Комплект для верификации R&S®QAR-Z44, отслеживание согласно национальным и международным стандартам.

/

Комплект для верификации R&S®QAR-Z44, отслеживание согласно национальным и международным стандартам.

Открытый Lightbox

Чтобы гарантировать высокую точность и повторяемость измерений, необходимо регулярно проверять рабочие характеристики тестера. Комплект для верификации R&S®QAR50-Z44 позволяет легко проверить показатели тестера R&S®QAR50 при измерении потерь при отражении и передаче. Не имеющий аналогов комплект для верификации R&S®QAR50-Z44 обеспечивает отслеживание согласно национальным и международным стандартам.

Заключение

Испытания и оптимизация характеристик обтекателей и бамперов в ходе проектирования и проверки используемых материалов представляют собой очень сложную, дорогостоящую и трудоемкую процедуру. Поэтому испытания и валидация ВЧ-характеристик полимеров, как правило, проводятся химическими предприятиями до придания компонентам требуемой формы.

В данной статье описывается более быстрый и простой метод определения и оптимизации характеристик материалов на ранней стадии. Стандартизированный метод определения диэлектрической проницаемости радаров можно интегрировать в процедуру контроля качества. Таким образом обеспечивается своевременная проверка качества материалов, что позволяет избежать высоких затрат на последующих этапах проектирования.

Тестер R&S®QAR50 идеально подходит для точного определения характеристик полимеров и их потенциального влияния на работу автомобильных радаров в соответствующем диапазоне частот на всех этапах жизненного цикла продукции — от НИОКР до испытаний в конце производственной линии. Благодаря своей инновационной концепции прибор отличается простотой в обращении и очень малым временем измерений. Для проведения измерений с помощью наглядного пользовательского интерфейса не требуются специальные знания по радиотехнике или СВЧ-технологиям.

Measurement of Dielectric Material Properties; Application Note RAC‑0607‑0019Fundamentals of Vector Network Analysis by Michael Hiebel

    {{{login}}}

{{{flyout}}}

{{! ]]> }}

Spectrum Analyzer Basics: Bandwidth — Siglent

Загрузить PDF

Анализаторы спектра являются полезными инструментами для мониторинга вещания, тестирования радиочастотных компонентов и устранения электромагнитных помех. Во многих современных анализаторах доступен ряд общих настроек, которые могут оптимизировать производительность для конкретного приложения. В этом примечании по применению мы расскажем о полосе разрешения (RBW) и полосе пропускания видео (VBW), а также о том, как они влияют на измерения.

Полоса разрешения (RBW)

Полоса пропускания определяется как диапазон частот, на которых сосредоточено конкретное событие. Например, полоса частот передаваемого сигнала — это диапазон частот, который занимает передача. Полоса пропускания измерения определяет диапазон частот, которые использовались для измерения.

В спектральном анализе полоса разрешения (RBW) определяется как частотный диапазон конечного фильтра, применяемого к входному сигналу. Меньшее значение RBW обеспечивает лучшее разрешение по частоте и возможность различать сигналы с более близкими частотами.

Почему бы не использовать наименьшую настройку RBW для всех измерений?

Время развертки.

Время развертки — это время, необходимое для развертки детектора от начальной до конечной частоты. Вот уравнение, управляющее скоростью развертки:

 

 

В этой формуле значение первого фактора — это количество частот, выбранных в диапазоне SPAN, каждый шаг равен 1/k RBW, чтобы обеспечить точность измерение амплитуды. Второй фактор означает, что каждый выбор необходимого времени зависит от меньшего значения между RBW и полосой пропускания видео (VBW). Обычно, когда мы не фокусируемся на шуме, для VBW можно установить значение, большее или равное RBW.

Уравнение времени сокращается до:

То есть время сканирования пропорционально SPAN и обратно пропорционально квадрату RBW. Это означает, что если RBW уменьшится в 100 раз, время сканирования увеличится в 10000 раз в том же диапазоне частот. Выберите анализатор спектра с большим количеством настроек RBW, особенно на низкочастотном конце. Вы можете не часто использовать 10 Гц RBW, но это очень полезно, когда вы это делаете. Регулировка проста. Просто отрегулируйте RBW, чтобы обеспечить правильный баланс между скоростью и разрешением для вашего приложения.

На рис. 1 показано измерение двух сигналов, разнесенных на 20 кГц. Трассы были собраны с использованием полос разрешения 30 кГц (синий), 10 кГц (желтый) и 3 кГц (розовый). Обратите внимание, что, хотя частота этих двух одинаковых сигналов измеряемой мощности полностью неизменна, разделение сигналов становится ясным только тогда, когда RBW меньше, чем разность частот между сигналами.

 

Рис. 1. Дисплей анализатора спектра, показывающий два сигнала с тремя разными настройками полосы разрешения (RBW).

 

Форма и коэффициент формы

Форма и коэффициент формы фильтра RBW также могут быть важным выбором. Многие анализаторы имеют полосовой фильтр, который имеет форму Гаусса и коэффициент формы, определяемый в точке 3 дБ. Значение RBW представляет собой полосу пропускания фильтра, которая на 3 дБ ниже пиковой характеристики фильтра. Напомним, что 3 дБ равны 50% от максимума. Это также называется значением фильтра Full-Width-Half-Max (FWHM). Фильтр Гаусса на 3 дБ приемлем для многих измерений, но для измерений, связанных с электромагнитным соответствием (ЭМС), может потребоваться фильтр, настроенный на 6 дБ.

Коэффициент формы фильтра представляет собой отношение отклика при двух значениях затухания. Как правило, максимальное затухание измеряется на уровне 60 дБ вниз. Нижнее значение затухания составляет либо 3, либо 6 дБ вниз. Это мера резкости отклика фильтра. Если отношение велико, фильтр не очень «резкий». Это указывает на то, что фильтр распространяется на большой частотный диапазон. Если отношение маленькое, это указывает на более тонкую форму фильтра и более резкий спад. Это помогает отклонить больше внеполосных сигналов, потому что они не «просачиваются». На рис. 2 показано, как для заданного фильтра рассчитываются коэффициенты формы для точек 3 дБ и 6 дБ. Для анализаторов спектра коэффициенты формы 3 и 6 дБ аналогичны, но фильтр 6 дБ имеет более крутую кривую и более высокое подавление внеполосных частот.

Коэффициент формы при 3/60 дБ = (F 6 – F 1 )/(F 4 -F 3 )

Коэффициент формы при 6/60 дБ = (F 6 )/(F 5 -F 2 )

Рис. 2: Фильтр Гаусса с точками 3, 6 и 60 дБ и центральной частотой (Fc).

 

Фазовый шум

Другим фактором, влияющим на частотное разрешение анализатора, является фазовый шум. Это наблюдается как уширение и увеличение амплитуды шума вблизи центральной частоты сигнала (рис. 3). Это вызвано случайными тепловыми флуктуациями генератора, используемого в качестве эталона синхронизации в схеме анализатора спектра. Эти флуктуации вызывают изменение фазы выходного тактового сигнала во времени, что очень похоже на дрожание в системе, основанной на времени. Это расширение может скрыть любые слабые сигналы, которые могут быть близки к интересующей частоте. Для значимых измерений выберите прибор с более низким фазовым шумом, чем измеряемый источник сигнала.

 

Рис. 3. Экран анализатора спектра, показывающий эффекты фазового шума входного сигнала

 

Полоса видео (VBW)

Другим фактором, влияющим на качество отображаемой трассы анализатора спектра, является ширина полосы видео (VBW). Видеофильтрация — это фильтр нижних частот во временной области, математически эквивалентный среднему или среднему значению. Основной эффект фильтра VBW заключается в сглаживании трассы и уменьшении шума.

Строго говоря, VBW не изменяет результаты измерения. Это не повлияет на «выбор частоты, обнаружение пика» процесса измерения. Фильтр VBW применяется после того, как данные собраны, но до того, как на экране появится кривая. Как видно из рисунка 4 ниже, когда VBW велика, шум затрудняет наблюдение слабого сигнала. Если мы уменьшим VBW, слабый сигнал станет намного более четким.

 

 

Рисунок 2. Эффект сглаживания случайного сигнала с различной VBW

 

Выводы

Современные анализаторы спектра предлагают гибкие возможности измерения. Выберите анализатор, который обеспечивает регулируемую полосу разрешения/полосу пропускания (чем меньше, тем лучше), а также меньший фазовый шум, чем сигнал, который вы тестируете. Регулировка RBW может обеспечить более низкий уровень шума и хорошее разрешение по частоте, но время развертки резко увеличится. Для зашумленных сигналов можно уменьшить VBW, чтобы сгладить кривую и облегчить идентификацию сигнала, но это также увеличит время развертки. Если вы выполняете измерения электромагнитных помех, для повышения точности обнаружения пиков требуется более четкий фильтр на 6 дБ.

Используйте Audition для анализа фазы, частоты и амплитуды

  1. Руководство пользователя Audition
  2. Введение
    1. Что нового в Adobe Audition
    2. Требования к системе прослушивания
    3. Поиск и настройка ярлыков
    4. Применение эффектов в редакторе Multitrack
  3. Рабочее пространство и установка
    1. Опора панели управления
    2. Просмотр, масштабирование и навигация по аудио
    3. Настройка рабочих пространств
    4. Подключение к звуковому оборудованию в Audition
    5. Настройка и сохранение параметров приложения
  4. Основы цифрового звука
    1. Понимание звука
    2. Оцифровка звука
  5. Импорт, запись и воспроизведение
    1. Рабочий процесс многоканального звука
    2. Создание, открытие или импорт файлов в Adobe Audition
    3. Импорт с помощью панели «Файлы»
    4. Извлечение аудио с компакт-дисков
    5. Поддерживаемые форматы импорта
    6. Навигация по времени и воспроизведение аудио в Adobe Audition
    7. Запись звука
    8. Мониторинг уровней записи и воспроизведения
    9. Удаление тишины из аудиозаписей
  6. Редактирование аудиофайлов
    1. Редактирование, восстановление и улучшение звука с помощью панели Essential Sound
    2. Генерация преобразования текста в речь
    3. Сопоставление громкости нескольких аудиофайлов
    4. Отображение звука в редакторе сигналов
    5. Выбор аудио
    6. Как копировать, вырезать, вставлять и удалять аудио в Audition
    7. Визуально затухание и изменение амплитуды
    8. Работа с маркерами
    9. Инвертирование, реверсирование и заглушение звука
    10. Как автоматизировать стандартные задачи в Audition
    11. Анализ фазы, частоты и амплитуды с помощью Audition
    12. Разветвитель частотного диапазона
    13. Отмена, повтор и история
    14. Преобразование типов образцов
    15. Создание подкастов с помощью Audition
  7. Применение эффектов
    1. Включение расширений CEP
    2. Элементы управления эффектами
    3. Применение эффектов в редакторе сигналов
    4. Применение эффектов в редакторе Multitrack
    5. Добавление сторонних плагинов
    6. Эффект режекторного фильтра
    7. Эффекты Fade и Gain Envelope (только редактор Waveform)
    8. Эффект ручной коррекции высоты тона (только редактор сигналов)
    9. Графический эффект фазовращателя
    10. Эффект доплеровского сдвига (только редактор сигналов)
  8. Справочник по эффектам
    1. Применение эффектов амплитуды и сжатия к звуку
    2. Эффекты задержки и эха
    3. Диагностические эффекты (только редактор сигналов) для Audition
    4. Эффекты фильтра и эквалайзера
    5. Эффекты модуляции
    6. Уменьшить шум и восстановить звук
    7. Эффекты реверберации
    8. Как использовать специальные эффекты в Audition
    9. Эффекты стереоизображения
    10. Эффекты управления временем и высотой тона
    11. Создание тонов и шума
  9. Микширование многодорожечных сессий
    1. Создание ремикса
    2. Обзор многодорожечного редактора
    3. Базовые элементы управления многодорожечной связью
    4. Многодорожечная маршрутизация и элементы управления эквалайзером
    5. Аранжировка и редактирование многодорожечных клипов с помощью Audition
    6. Петлевые зажимы
    7. Как согласовать, затухать и микшировать громкость клипа с помощью Audition
    8. Автоматизация миксов с конвертами
    9. Растяжка многодорожечной клипсы
  10. Видео и объемный звук
    1. Работа с видеоприложениями
    2. Импорт видео и работа с видеоклипами
    3. Объемный звук 5. 1
  11. Сочетания клавиш
    1. Поиск и настройка сочетаний клавиш
    2. Сочетания клавиш по умолчанию
  12. Сохранение и экспорт
    1. Сохранение и экспорт аудиофайлов
    2. Просмотр и редактирование метаданных XMP

Adobe Audition предоставляет несколько способов анализа звука.
Чтобы сравнить фазовые соотношения между любыми двумя каналами, используйте
Панель индикатора фазы. Для анализа тонального и динамического диапазона используйте параметр Частота.
Панели анализа и статистики амплитуды.

Редактор сигналов также обеспечивает отображение спектральной частоты,
который вы можете использовать вместе с методами анализа выше. (См. Отображение звука в Редакторе сигналов.)

Фаза анализа

Панель Phase Meter показывает несовпадающие по фазе каналы для стереофонических и объемных волновых форм,
которые вы можете решить с помощью команды Эффекты > Инвертировать. (См. инвертировать
форму сигнала. ) Эта панель также помогает определить сильно синфазные
каналы, которые будут звучать одинаково, если суммировать их в моно. (См. Преобразование
сигнал между объемным звуком, стерео и моно.)

Чтобы понять фазу звука, см. Как
звуковые волны взаимодействуют.

  1. Выберите «Окно» > «Измеритель фазы».

  2. Щелкните правой кнопкой мыши панель Phase Meter и выберите каналы
    из меню «Канал» и «Сравнить с».

  3. На панели редактора выберите диапазон, если хотите, и начните
    воспроизведение.

В индикаторе фазы звук слева более
фаза, в то время как звук справа больше в фазе. -1.0 отражает
полное подавление фазы, тогда как 1.0 отражает идентичный аудиоконтент
в каждом канале.

Чтобы настроить внешний вид счетчика,
щелкните их правой кнопкой мыши и выберите «Показать градиент цвета» или «Показать светодиодные индикаторы».

Анализ частотного диапазона

Вы можете использовать частотный анализ
панель для определения проблемных частотных диапазонов, которые затем можно
исправить с эффектом фильтра.

  1. Выберите «Окно» > «Частотный анализ».

  2. На панели редактора щелкните момент времени, выберите диапазон,
    или начать воспроизведение.

  3. На панели частотного анализа просмотрите частоту вдоль
    по горизонтальной оси, а амплитуда по вертикальной оси.

    Если вы выбрали диапазон, Adobe Audition
    анализирует только центральную точку. Чтобы проанализировать общую частоту
    диапазона, щелкните Отсканировать выбор.

Варианты частотного анализа

Шкала

Отображает шкалу частоты либо логарифмически (отражая
человеческого слуха) или линейно (обеспечивая более подробную информацию о верхних частотах).

Копировать все данные графика

Копирует текстовый отчет частотных данных в систему
буфер обмена.

Кнопки удержания

Позволяет делать до восьми снимков частоты в виде сигнала
играет. Контур частоты (который отображается в том же
цвет при нажатии кнопки) фиксируется на графике и накладывается
на других частотных очертаниях. Чтобы очистить замороженный контур частоты,
щелкните соответствующую кнопку Hold еще раз.

Отображать

Изменяет отображение графика. Выберите один из следующих стилей:

Линии

Отображает амплитуду на каждой частоте простыми линиями. К
по умолчанию левый канал зеленый; справа синий.

Область

Также отображает линии для амплитуды, но заполняет область под
линии сплошным цветом и сглаживает разницу в амплитуде
в том же районе.

Бары

Показывает влияние разрешения анализа путем разделения
отображать на прямоугольные сегменты. Чем больше размер БПФ, тем
тем выше разрешение анализа и уже столбцы.

Лучший канал

Определяет, какой канал стереофайла или файла окружающего звучания отображается поверх
другие на графике. Чтобы объединить отображаемые каналы, выберите «Среднее».

Сканирование или выбор сканирования

Сканирует весь файл или выборку и отображает среднюю частоту
данные на графике. (По умолчанию на графике отображаются данные из
центральная точка файлов и выборок.)

Дополнительные параметры

Размер БПФ

Задает размер быстрого преобразования Фурье. Более высокие размеры БПФ
сообщать данные о частоте более точно, но они требуют более длительной обработки
раз.

Окно

Определяет форму быстрого преобразования Фурье. Эти функции
перечислены в порядке от самого узкого к самому широкому. Более узкие функции
включают меньше окружающих частот, но менее точно отражают
центральные частоты. Более широкие функции включают больше окружающих частот
но точнее отражают центральные частоты. Хэмминг и Блэкман
варианты обеспечивают отличные общие результаты.

0 дБ Опорный

Определяет амплитуду, при которой полная шкала звука 0 дБ полной шкалы
отображаются данные. Например, при нулевом значении отображается 0 dBFS.
звук на уровне 0 дБ. Значение 30 отображает звук 0 дБ полной шкалы при –30 дБ. Этот
value просто перемещает график вверх или вниз; это не меняет
амплитуда звуковых данных.

Совет : отрегулируйте опорное значение 0 дБ.
для калибровки этого дисплея по другому эталону в децибелах, например по звуку
уровень давления (УЗД).

Значение при [x] Гц

Показывает точную амплитуду для определенных частот при позиционировании
мышью над графиком.

Общая частота

Для начальной точки выбранного диапазона указывает среднюю частоту.

Общая музыкальная нота

Для начальной точки выбранного диапазона указывает положение клавиатуры
и отклонение от стандартной настройки (A440). Например, A2 +7 равно
вторая самая низкая ля на клавиатуре, настроенная на 7% выше, чем обычно.

Увеличение частотных графиков

На панели частотного анализа,
Вы можете масштабировать графики для более детального анализа частоты.

  1. Выполните любое из следующих действий:

    • Чтобы увеличить график, щелкните правой кнопкой мыши и перетащите значок увеличительного стекла на вертикальной или горизонтальной линейке.

    • Чтобы перемещаться по увеличенному графику, щелкните левой кнопкой мыши и перетащите значок руки на вертикальной или горизонтальной линейке.

    • Чтобы уменьшить масштаб увеличенного графика, щелкните правой кнопкой мыши вертикальную или горизонтальную линейку и выберите «Уменьшить», чтобы вернуться к предыдущему увеличению, или «Уменьшить полностью», чтобы полностью уменьшить масштаб.

    Масштабирование и навигация по графику частотного анализа

Анализ амплитуды

  1. В редакторе сигналов выберите «Окно» >
    Амплитудная статистика.

  2. Чтобы вычислить статистику всего файла или выборки,
    нажмите «Сканировать» или «Сканировать выбор». (По умолчанию статистика рассчитывается
    от центральной точки файлов и выделений.)

    Вы можете настроить выделение в Редакторе
    панель. Нажмите Scan Selection еще раз, чтобы пересчитать статистику.

  3. Оцените амплитуду на следующих вкладках:

    • На вкладке «Общие» отображается числовая статистика.
      которые указывают динамический диапазон, идентифицируют обрезанные сэмплы и отмечают
      любое смещение постоянного тока.

    • На вкладке RMS Histogram отображается график, который показывает
      относительная распространенность каждой амплитуды. Горизонтальная линейка
      измеряет амплитуду в децибелах, а вертикальная линейка измеряет
      распространенность по формуле RMS. Выберите канал для отображения с
      меню «Показать канал».

      Совет : используйте вкладку «Гистограмма».
      определить преобладающие амплитуды, а затем сжать, ограничить или нормализовать
      их с амплитудным эффектом.

Общие опции

Щелкните значки справа от значений, чтобы перейти к
соответствующее место в файле.

Пиковая амплитуда

Показывает образец с наибольшей амплитудой в децибелах.

Максимальное значение выборки

Показывает образец с наибольшей амплитудой.

Минимальное значение выборки

Показывает образец с наименьшей амплитудой.

Возможно обрезанные сэмплы

Показывает, что количество выборок, вероятно, превысило 0 dBFS.
Нажмите на значок , чтобы
справа от этого значения, чтобы перейти к первому обрезанному сэмплу
в аудиофайле. (При необходимости щелкните значок еще раз, чтобы просмотреть последующие фрагменты.
образцы.)

Суммарная, максимальная, минимальная и средняя среднеквадратичная амплитуда

Показать среднеквадратичное значение выборки. Среднеквадратичное значение
основаны на преобладании определенных амплитуд, часто отражающих
воспринимаемая громкость лучше, чем абсолютные или средние амплитуды.

Смещение постоянного тока

Показывает любой
смещение постоянного тока, применяемое к форме сигнала во время записи.
Положительные значения находятся выше центральной линии, а отрицательные значения ниже.
это. (См. Правильно
Смещение постоянного тока.)

Измеренная битовая глубина

Сообщает битовую глубину сигнала. (32 означает, что сигнал
использует полный 32-битный диапазон с плавающей запятой).

Динамический диапазон

Отражает разницу между максимальным и минимальным среднеквадратичным значением
Амплитуда.

Используемый динамический диапазон

Показывает динамический диапазон за вычетом необычно длительных периодов низких
Среднеквадратичная амплитуда, например тихие пассажи.

Громкость

Показывает среднюю амплитуду.

Воспринимаемая громкость

Компенсирует акцент человеческого уха на средних частотах.

Копировать

Копирует всю статистику на вкладке Общие в системный буфер обмена.

Параметры настройки RMS

Чтобы настроить способ расчета статистики RMS,
установите следующие параметры:

0 дБ = синусоида FS

Соответствует уровню дБ полномасштабной синусоиде, где пик
амплитуда примерно на 3,01 дБ тише, чем полномасштабная прямоугольная волна.

0 дБ = прямоугольная волна FS

Соответствует уровню дБ полномасштабной прямоугольной волне, где
пиковая амплитуда примерно на 3,01 дБ громче полномасштабной синусоиды.

Учетная запись для постоянного тока

Игнорирует любое смещение постоянного тока в измерениях.