【应用】Keysight DAQM909A四通道同时采样数字化仪模块进行动态DAQ进行声学测量

时间： 2020-09-16 来源：Keysight

技术问答

您需要什么进行音频和声学分析？

汽车，航空航天和国防，消费电子和配电行业的设计和测试工程师需要噪声，振动和粗糙度测试解决方案。您需要符合集成电子压电（IEPE）标准的工业声学传感器。这将简化符合IEPE标准的数据采集系统（DAQ）的设置。

在大多数情况下，转换为电信号的声波需要进行一些信号调理，例如前置放大和滤波，然后才能将其数字化并将其存储在动态DAQ系统中。

您可以选择带有内置前置放大器的声学传感器。IEPE声学传感器可能会含有内置的前置放大器。这种传感器使您避免需要额外的独立前置放大器，以及相关的布线和成本。符合IEPE标准的DAQ还可直接提供恒定电流功率，为声学传感器的前置放大器供电。

许多类型的声学麦克风可以与动态DAQ系统连接。使用正确的麦克风传感器将使您能够捕获高质量的动态声音信号。例如，气压或速度麦克风可用于拾取在空中传播的声波。接触拾音器是从密集的物理介质（例如木材或金属）中拾取声波的传感器。

为您的应用选择合适的声学传感器时，另一个关键考虑因素是频率响应。市场上有三种类型的声学传感器：

第一种是压力场声传感器。它具有平坦的频率响应，并使用膜片捕获声压。最适合测量表面压力。

第二种是自由场声传感器。当以0度入射或直接指向声源测量声学时，它通常具有平坦的频率响应。其频率响应可补偿高频下的较高压力。自由场传感器会像在将传感器引入声场之前一样测量声压。最适合户外测量或消声室内。

第三传感器是随机入射场声传感器。它最适合测量声音来自多个方向的声场。

现代DAQ系统通过为传感器提供激励源来支持工业标准IEPE传感器。它还可以提供事件触发器，用于捕获动态数据，预处理和存储数据，以及将格式化的数据传输到PC进行后分析工作。

图2右上方的图片显示了在DAQ系统上显示的数字化信号。右下方的图片显示了导出到MATLAB的数据，然后进行了后分析工作，以显示动态声音数据的声压级。

图2.音频测量分析

如何使用动态DAQ系统进行音频测量？

以下是进行声学测量并具有执行分析后工作能力的硬件和软件设置。

硬件设定

为了测量声音的来源，我们使用了自由场恒流电源麦克风-GRAS 40PP CCP自由场QC麦克风。该麦克风来自一家名为GRAS的公司，具有一个内置的前置放大器，需要一个恒定电流电源。

麦克风使用3米长的电缆连接到DAQ系统。我们使用的DAQ是KEYSIGHT的紧凑型DAQ973A，最多可提供三个插槽，以实现模块扩展的灵活性。在此设置中，我们需要Keysight DAQM909A四通道同时采样数字化仪模块。

DAQM909A数字转换器模块具有两个主要功能。首先是为麦克风的前置放大器提供恒定电流。第二个功能是将麦克风的传感器输出数字化处理，以在DAQ系统中进行进一步的数据处理，存储和显示。

图3从左到右显示了硬件设置：麦克风，3米长的BNC-BNC电缆，DAQM909A数字化仪模块，DAQ973A系统以及在控制DAQ系统的便携式计算机上的Keysight PathWave BenchVue软件。

图3.用于声学测量和分析工作的硬件设置

DAQ973A具有宽大的图形屏幕以及直观的软按钮和硬按钮，用于配置通道，设置触发，执行测量以及在时域或频域图中显示数据以进行分析。您可以使用前面板菜单快速缩放，平移，设置标记，进行设置以收集统计数据度量值，以及进行更多操作。您也可以将数据存储在USB驱动器中，以便在PC上进行进一步分析。

软体设定

如果您希望远程控制和自动化测试序列，则可以使用SCPI命令对DAQ973A进行编程。对于此博客文章，我们将使用Keysight的PathWave BenchVue软件来显示配置，进行测量以及在时域和频域图中显示这些测量而无需进行所有编程设置。

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Keysight（是德科技）基础测量仪器选型指南

描述- The Keysight PZ2100 high-channel density precision source measure unit (SMU) solution offers 20 SMU channels within a 1U full-width rack space — five times better than SMUs of equivalent form factor on the market.

型号- 33521B,B2911B,PZ2120A,PZ2100,P9377B,34460A,DAQM905A,N9324C,1000X,3458A,N9918A,EL34143A,33600A SERIES,BV0003B,E36155A,BV9210B,DAQ973A,B2962B,N9935A,PZ2121A,P9243A,P93XXB,P937XA,P937XB,34972A,EL30000 SERIES,E5063A,E36154A,3000X,P9371B,P9371A,33600A,PZ2130A,B2961B,33612A,34470A,DAQM903A,B2960B SERIES,N9322C,N9960A,E36311A,6000X,E36731A,PZ2100 SERIES,N6701C,P9370A,P9382B,3000G X-SERIES,P9370B,PZ2131A,B2960B,33611A,33500B SERIES,PW9251A,DAQM904A,N6700 SERIES,34970A,N9323C,34465A,B2901BL,EXR-SERIES,E36150ADVU,N6700C,EL34243A,E36150 SERIES,DAQ970A,E36150,P9373B,BV9201B,E36300 SERIES,33622A,P9373A,P397XA,33509B,2000X,DAQM909A,E36313A,1000 X-SERIES,DAQM900A,E36232A,33512B,P9372A,P9384B,33500B,33621A,P9372B,N5181B,A-SERIES,N9321C,DAQM902A,N6700,E36200 SERIES,N755XA,B2902B,E36300,2000 X-SERIES,4000X,E36312A,DAQM901A,4000 X-SERIES,ENA,E36231A,N6702C,6000 X-SERIES,N9952A,B2901B,33511B,N5166B,N6705C,BV9211B,P9375B,P9242A,B2900B SERIES,PZ2110A,P9375A,33519B,DAQM907A,EL30000,E36234A,B2910BL,35520B,33510B,B2900B,B2912B,33522B,BV9200B,P9374A,N5171B,P9374B,P9241A,N9913A,P938XB,N9925A,X-SERIES,N1500A,DAQM908A,E36200,34461A,E36233A,ENA SERIES

选型指南 - KEYSIGHT - July 18, 2023 PDF 英文下载

Keysight（是德科技）台式和电源产品选型指南

目录- Company Profile Data Acquisition DC Power Supplies PathWave BenchVue AC Single-Phase Power Sources DC Electronic Loads Semiconductor Device Analyzer Precision Bench Instruments Gurrent Waveform Analyzer InfiniiVision Oscilloscopes Data Acquisition / Switch Units Waveform Generators Digital Multimeters

型号- E3640,33521B,B2987A,B2911A,M9240GENB,INFINIIUM S-SERIES,34460A,DAQM905A,D6000GENA,U8000,3000T X-SERIES,M9240NFCB,1000X,D3000GENA,D3000NFCA,D4000NFCA,D2000GENA,N5700,D4000GENA,N6791A,PV8921A,3458A,CX1103A,CX3322A,E3630,DAQ973A,RP7900 SERIES,B2962A,D6000BDLA,3000T,N6900,D4000BDLA,B2960,N5700 SERIES,P9240AUTB,B1506A,3000X,P9240NFCB,CX1102A,B2985A,M9111A,33600A,33612A,B2961A,E36100B SERIES,U8000 SERIES,34470A,DAQM903A,E36311A,6000X,33600A SERIES,D6000AERA,N3300A,DG9000,M9601A,D6000USBA,M9240AERB,6800,D2000AUTA,B1505A,B2960 SERIES,D3000AUTA,33611A,N6700 SERIES,DAQM904A,N8900,E3640 SERIES,B2900,33500B SERIES,34465A,N8900 SERIES,M9240BDLB,B2980,CX1104A,D6000PWRA,DAQ970A,BV9201B,N6790,P9240A,E36300 SERIES,33622A,P9240AERB,B2983A,33509B,2000X,DAQM909A,M9615A,1000 X-SERIES,DAQM900A,B2900 SERIES,U8030 SERIES,D6000AUTA,PV8900,AC6800 SERIES,N8700 SERIES,D4000AUTA,AC6801B,P9240BDLB,33512B,N6780,33500B,33621A,E3630 SERIES,DAQM902A,E36200 SERIES,N6700,E36300,B2902A,2000 X-SERIES,4000X,M9240PWRB,N6705,D3000PWRA,E36312A,N6900 SERIES,M9614A,DAQM901A,4000 X-SERIES,6800 SERIES,6000 X-SERIES,M9240A,N6705C,33511B,B2981A,D2000BDLA,P9240GENB,33519B,B2901A,RP7900,DAQM907A,AC6800,N3300A SERIES,D4000AERA,D3000AERA,N7900,D4000USBA,CX3324A,35520B,CX1101A,CX3300A,N7900 SERIES,33510B,33522B,N8700,B2980 SERIES,M9240AUTB,E36200,B2912A,DAQM908A,U8030,N6780 SERIES,34461A,B1500A,D3000BDLA,E36100B,D4000PWRA

选型指南 - KEYSIGHT - April 23, 2021 PDF 英文下载