音频性能测试仪自动检测系统的研发

袁传信

(马鞍山职业技术学院,安徽 马鞍山 243031)

音频性能测试仪自动检测系统的研发

袁传信

(马鞍山职业技术学院,安徽 马鞍山 243031)

音频性能测试仪常用在导航系统以及汽车音响的生产中，是一种小型的用于检测的设备。该测试仪具有较高的集成性功能，对于提升检验产品的工作效率具有十分明显的帮助。本文从该测试仪检测系统的基本情况入手，通过对于这种测试仪的使用特点以及功能展开论述，依据有关的数据及技术，进行标准器和计算机的有效配置，并通过USB、GPIB接口实现对于系统的整体连接，利用VC这种系统软件，Microsoft Access当作后台数据库，VISA为分本特性，再运用计算机作为控制整体状况的设备，展开自动检测音频性能工作。

音频性能；测试仪；自动检测系统

音频作为多媒体领域中一种十分重要的媒体，存在于我们生产生活的方方面面。人类所能够感知的音频信号的范围大概在20Hz到20KHz这一频率之间。利用这一特点，音频技术有了较为重要的发展，同时，音频相关技术也被越来越多的应用于生产操作之中，随着计算机技术的日益深化，音频技术实现了与计算机技术的相互融合，实现了对于一些人工操作的代替，音频性能测试仪中的自动检测功能正是音频技术与计算机技术融合的重要发展成果。

音频性能测试仪通常使用于生产导航系统以及汽车音响的过程中，这种测试仪属于小型检测设备，具有较高的集成性功能，帮助产品检测率的提升。在汽车以及电子类产品的生产中，该检测仪受到广泛的青睐。因为该测试仪一般会被大量使用在生产线上，涉及到的参数指标众多，有关台件的数量大，这也是该检测仪在使用过程中最为明显的问题。在传统的生产过程中，常用的检测方式一般都是人工手动进行相关检测工作，这种方式带来较大工作强度，并且工作效率十分低下。因为人工因素出现的疏忽以及其他的一些原因，经常会造成一些难以避免的错误，由此可见，不断提升检测的可靠性以及准确性，将检测所需的时间缩短，提升检测工作的效率是生产过程中必须重视起来的问题。因此，研究开发出一套完善的能够进行自动检测的音频性能测试仪是十分必要的工作。将VC作为系统的开发语言，将Microsoft Access做成系统后台的数据库，合理运用VISA的有关特性，使用计算机设备进行有效控制，利用GPIB以及USB和RS232为总线的接口，对测控仪以及计量标准器进行有效的控制，实现对数据的有效管理功能以及自动检测功能等等。

一、构成自动检测系统中的硬件情况分析

所研究的测试仪的构成主要应该包括对音频实现分析的模块、能够发出信号的模块、可以发出音频信号的模块、有效计算频率的模块、控制外部状况的模块以及操作箱模块等。因此，该测试仪除了具备自动检测的功能，同时也具备音频分析仪、音频的信号发生仪器以及AM/FM信号发生仪器的相关功能。在生产流程中需要进行监测的有效参数和该测试仪产生的功能息息相关，具体包含如下几个方面：相关信号发生器的电压和频率、交流电压、失真度、AM/FM信号的发生器的绝对电平、相对电平以及解调失真、谐波等。依据《信号发生器》JJG173-2003中的鉴定规则和程序以及《音频分析仪校准规范》JJF1395-2013中提出的自动检测的相关方法，所提供的系统标准器指标要3倍以上高于测试仪，对于检测技术非常满足。

这一系统中主要的硬件构成具体包括电子计算机、多元化音频功能校准器(9100A)、测量接收仪器(FSMR)、失真度测量仪检定装置(DS-1B2)、铷原子的标准频率(PM6681R)、打印机以及多用数字表(2000)等等构成。因此在设计中需要用到的标准器数量十分多，所需要运用的接口总线样式也比较多，具有USB总线以及GPIB总线等等，而测试仪上的接口型号是RS232型号的总线接口，无论是在互操作性还是兼容性、易用性方面都使得自动检测的难度大大提升。因为种种原因，必须通过VISA库进行I/O接口层的开发系统建立，设计出能够满足电子仪器共同使用的接口，增强系统对于硬件多种接口的兼容性，让接口仪器可以直接跟计算机互通信息，使得所建立的测试系统具有更加便捷的硬件平台，在设计中能够实现较高的通用性。

在整体的检测系统之中，计算机具有主导作用，能够对整个系统实现控制，通过对各个总线和各个仪器之间的连接情况进行分析，使得各个仪器可以实现互相之间的信息通讯，对于各个仪器在操作中执行的各种任务进行控制，及时的进行数据的交换。通过检测获取的数据必须经由计算机实现对于检测数据的存储和分析，最终生成记录，接下来需要打印机进行对于所得记录的打印处理。GPIB接口总线在此过程中则起到了各个标准器以及被检测的仪器和计算机之间的连接作用，所要完成的任务具体包括指令以及消息、数据之间的通信。测量接收机的主要功能是对于电平的检测和输出、进行幅度的调整等等。铷原子频率设定的标准可以应用在检测频率这一环节上。数字多用表则可以实现对于输出电压的检测。多功能校准器主要实现对于频响和交流电压的检测。而失真度测量仪则是用于失真度的测量。

二、构成自动检测系统中的软件设计情况分析

所设计的系统在计算机Windows XP的环境下，需要运用VC这一语言进行软件的开发和设计，实现系统在类级、源码级以及控件级各种不同级别上的反复运用，并且所编译的程序在开发维护上比较容易，有效的提升对于相关程序开发的效率，除此之外，VC在应用于仪器程控这一方向的领域以及调用程序和扩展程序这些方面都具备较强的执行能力。通过对于VISA库的结合，开发通用的电子仪器接口当作软件的接口层，从而实现对于PC的控制以及与所用仪器之间的信息互通，最终实现自动检测功能。这其中，VISA即Virtual Instrumentation Software Architecture的缩写，中文名称为虚拟仪器软件结构，是随着VXI这一总线技术的不断发展完善而出现的。VISA有着很多突出的特点，具体包括如下方面：

其一，VISA中I/O的控制功能对于各种类型的仪器均适用，比如VXI、RS233、USB、LAN、GPIB仪器等等，其中也包括消息的基器件、存储器器件以及寄存器的季器件等等相关的仪器操作。

其二，具有和仪器的硬件接口没有关联的特点，也就是说，通过对VISA编写模块的驱动程序的有关利用可以使用在嵌入式的计算机的系统VXI中，也可以通过MXI、1394以及GPIB-VXI等等相关接口进行系统的控制，当进行不同厂家的VPP规范更换硬件的时候，并不需要对模块的驱动程序进行任何改动。

其三，VISA中I/O的控制功能可以被应用在单处理器的结构系统中，同时也可以被应用在多处理器的结构以及网格式分布的结构系统中。因为并不需要对系统的分布式管理，仅仅通过采用Microsoft Access种种数据库，使得整个过程的操作变得简便，降低管理工作的难度。

系统的软件功能主要分成五个模块，分别是录入信息模块、控制功能模块、管理数据库模块、打印报表模块以及仪器的接口模块。在这些模块之中，录入信息的模块作为系统中处在最顶层的模块，面向的对象是用户，主要的功能是对于被检测的仪器有效的信息进行录入管理，例如，检测单位的信息、使用的检测仪器的型号、仪器声场的厂家、检测的日期、仪器出厂的编号、检测的地点、检测时的湿度和温度等等。同时，需要选取能够适合本种型号的仪器进行监测的检测项目。还要依靠所选择的检测项目进行对应标准器的应用。

仪器的接口模块作为系统中用于通信的部分，利用VISA为I/O的软件接口完成对于程序整体的控制。通过VISA这种函数库的实际特征，不但可以对于不同类型接口以及网络机制的兼容，同时也能够保证不同类型接口使用的连接仪器在操作时选取的操作类型或者函数可以保持一致性，有效的对总线接口常出现的一些问题进行科学合理的解决。VISA内部模型结构中，同城可以分成四个不同的层次，即接口的函数层、I/O的资源层、仪器本身的资源层以及资源的管理器层。这中间的每一个层次均是由与仪器的使用功能具有关联性的函数构成的。资源管理器这一层次处在整个结构的最底层，主要的功能是对VISA中全部资源以及资源的分布进行有效控制。I/O资源这一层次常被乘坐VISA仪器的资源控制层次，所控制的内容包含GPIB、USB、RS-232以及LAN这些底层的操作。仪器的资源层也被称作是VISA的控制组织，主要的功能是对生产过程中全部打开的资源仪器进行控制和管理。接口的函数层则帮助提供各种不同接口的函数操作，为上层的程序提供随时的调用。

控制功能的模块在整个系统软件中处于较为核心的位置，主要是依据测试仪选择的接口模块以及检测项目所发送的对于实际使用的标准器进行调配使用的指导和命令，通过调动使用测试仪的指导命令库，初始化测试仪的有关功能，通过合理的设置使得测试仪可以成功的进入对于相应功能进行检测的状态中，接下来对测试仪实行检测和控制，当检测完成以后，把检测的数据结构发送至管理数据库的模块。

管理数据库的模块能够对系统软件在操作过程中产生的数据等其他有关信息进行存储，有效的实现整个软件系统对于程控仪器中的控制代码进行调动使用，管理不同算法所产生的数据信息、各个测量仪的基本信息以及对测试过程中产生的数据信息进行存储、管理和调动使用等。除此之外，还可以对检测参数中产生的允许误差进行最大化的设定，有效判定测量的结果，同时，较为及时的将检测出来的结果传送给打印报表这一模块。引进先进的数据库系统，降低各种测量流程管理中的复杂性，实现更为方便快捷的管理，灵活的对检测的结果进行有效的处理，提升整个过程中管理效率的大幅度提升。

打印报表模块是对检测结果进行输出的环节，是检测的最终环节，通过对于录入的所有有效信息模块中被检测仪器实际产生的信息以及管理数据库模块中的检测结果的记录进行调动和使用，在经过Word这种模板格式进行原始的记录生成，最终进行打印输出。可以通过所打印输出的数据信息对检测的结果进行有效的分析和总结，整个过程提升了精确性，降低了误差，并且使得生产的效率有效提高。

三、结语

随着科学技术的发展，现代社会的发展速度越来越快，无论是工业的生产还是人们的生活都逐渐趋于智能化发展，音频性能测试仪自动检测系统的研发在现代社会具有十分重要的意义，这种技术能够应用的生产领域还在逐渐的增大，不仅实现了生产效率的有效提升，同时也使得对于生产中各个环节的检测结果的精确性和准确性不断提升，通过这一技术的研发，大大的降低了传统的人工检测中的诸多不足和缺陷，符合时代发展的实际要求。对于提升相关领域生产企业的经济效益有着十分重要的作用，同时，在推动我国工业生产的整体发展，进而实现我国经济整体水平的整体发展过程都具有十分重要的指导意义。

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2095-4654(2015)06-0028-03

2015-03-02

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