Audio analyzer
ऑडियो विश्लेषक एक परीक्षण और माप उपकरण है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक और विद्युत-ध्वनिक उपकरणों के ऑडियो प्रदर्शन को वस्तुनिष्ठ रूप से निर्धारित करने के लिए किया जाता है। ऑडियो गुणवत्ता मेट्रिक्स में विभिन्न प्रकार के मापदंड शामिल हैं, जिनमें स्तर, लाभ, शोर, हार्मोनिक और इंटरमॉड्यूलेशन विरूपण, आवृत्ति प्रतिक्रिया, संकेतों का सापेक्ष चरण, इंटरचैनल क्रॉसस्टॉक और बहुत कुछ शामिल हैं। इसके अलावा, कई निर्माताओं को ऑडियो उपकरणों के व्यवहार और संपर्क की आवश्यकता होती है जिनके लिए विशिष्ट परीक्षण और पुष्टि की आवश्यकता होती है। ऑडियो विश्लेषण के लिए आवश्यक है कि परीक्षण के तहत उपकरण ज्ञात विशेषताओं का एक उत्तेजना संकेत प्राप्त करे, जिसके साथ विशिष्ट मापों में व्यक्त अंतर को निर्धारित करने के लिए विश्लेषक द्वारा आउटपुट संकेत (प्रतिक्रिया) की तुलना की जा सकती है। यह संकेत विश्लेषक द्वारा स्वयं उत्पन्न या नियंत्रित किया जा सकता है या किसी अन्य स्रोत (जैसे, एक रिकॉर्डिंग) से आ सकता है जब तक कि वांछित माप के सापेक्ष विशेषताओं को परिभाषित किया जाता है। परीक्षण और माप उपकरण के रूप में, ऑडियो विश्लेषकों को परीक्षण के तहत विशिष्ट उपकरणों (डी. यू. टी.) से परे प्रदर्शन प्रदान करने की आवश्यकता होती है। उच्च गुणवत्ता वाले ऑडियो विश्लेषकों को सार्थक माने जाने के लिए कम स्तर के शोर, विकृति और हस्तक्षेप का प्रदर्शन करना चाहिए, और इंजीनियरों और डिजाइनरों द्वारा भरोसा किए जाने के लिए ऐसा लगातार और विश्वसनीय रूप से करना चाहिए। उदाहरण के लिए, जबकि एक वाणिज्यिक सीडी प्लेयर 1 किलोहर्ट्ज़ पर लगभग-98 डीबी का कुल हार्मोनिक विरूपण और शोर (टीएचडी + एन) अनुपात प्राप्त कर सकता है, एक उच्च गुणवत्ता वाला ऑडियो विश्लेषक टीएचडी + एन को-121 डीबी के रूप में कम प्रदर्शित कर सकता है (यह ऑडियो परिशुद्धता एपीएक्स555 का निर्दिष्ट विशिष्ट प्रदर्शन है)। ऑडियो विश्लेषकों का उपयोग उत्पादों के विकास और उत्पादन दोनों में किया जाता है। एक डिजाइन इंजीनियर को उत्पाद प्रदर्शन को समझने और परिष्कृत करते समय यह बहुत उपयोगी लगेगा, जबकि एक उत्पादन इंजीनियर तेजी से यह पुष्टि करने के लिए परीक्षण करना चाहेगा कि इकाइयाँ विनिर्देशों को पूरा करती हैं। बहुत बार ऑडियो विश्लेषकों को इन दो मामलों में से एक के लिए अनुकूलित किया जाता है। वर्तमान में लोकप्रिय ऑडियो विश्लेषक मॉडलों में शामिल हैंः एपीएक्स585 और एपीएक्स555 (ऑडियो प्रिसिजन से), डीस्कोप एम1 और सीरीज III (स्पेक्ट्रल मेजरमेंट से, पूर्व में प्रिज्म साउंड), यू8903ए (एजिलेंट से) और यूपीपी और यूपीवी विश्लेषक (रोहडे और श्वार्ज से)। ऑडियो परीक्षण के लिए उपयोग किए जाने वाले सबसे पुराने विश्वसनीय स्रोतों में से एक 1939 में हेवलेट-पैकार्ड द्वारा बनाया गया पहला उत्पाद था, एचपी200ए ऑडियो ऑसिलेटर। एचपी200ए के चतुर और सस्ते डिजाइन ने परीक्षकों को बहुत उच्च गुणवत्ता, कम विरूपण वाली साइन तरंगें उत्पन्न करने की अनुमति दी जिनका उपयोग परीक्षण के लिए किया जा सकता था। इसके बाद कंपनी ने 1941 में एचपी320ए और एचपी320बी डिस्टॉरशन एनालाइजर पेश किए। ये प्रारंभिक विश्लेषक केवल कुल हार्मोनिक विरूपण और शोर को संयुक्त रूप से निर्धारित कर सकते थे, और डी. यू. टी. के उत्पादन से उत्तेजना संकेत की मौलिक आवृत्ति को हटाने के लिए एक खड़ी नोक वाले फिल्टर को नियोजित करके काम करते थे। शेष संकेत को एक एसी वोल्टेज के रूप में मापा गया था, और इस प्रकार कुल शोर और विरूपण की मैनुअल गणना के लिए लगभग 0.1% न्यूनतम की अनुमति दी गई थी। एचपी, वैंडेल एंड गोल्टरमैन, रेडफोर्ड, मार्कोनी, साउंड टेक्नोलॉजी और एम्बर के बाद के उत्पादों ने 1950 के दशक से 1970 के दशक तक माप क्षमताओं को परिष्कृत करना जारी रखा, लेकिन उपयोग का मॉडल अपेक्षाकृत स्थिर रहा; सिग्नल जनरेटर और विश्लेषक अलग-अलग उपकरण थे, और परीक्षण में उच्च तकनीकी कौशल वाले व्यक्ति द्वारा प्रत्येक की सावधानीपूर्वक ट्यूनिंग शामिल थी। यह 1980 में टेकट्रोनिक्स ए. ए. 501 डिस्टॉर्शन एनालाइजर की शुरुआत के साथ बदल गया, जिसने सेटिंग लेवल, फ्रीक्वेंसी ट्यूनिंग और नललिंग की प्रक्रियाओं को स्वचालित किया। इसी समय हेवलेट-पैकार्ड ने लोकप्रिय एचपी8903बी पेश किया, जिसने एक इकाई में उच्च गुणवत्ता वाले संकेत जनरेटर और विश्लेषक को जोड़ा। अस्सी के दशक के मध्य तक, टेकट्रोनिक्स ने ऑडियो परीक्षण उपकरण का उत्पादन बंद कर दिया, और 1984 में एए501 विकसित करने वाली टीम के सदस्यों ने ऑडियो प्रिसिजन शुरू किया। पहला ऑडियो प्रिसिजन उत्पाद सिस्टम वन था, जिसने परीक्षण प्रक्रियाओं को पूरी तरह से स्वचालित करने और उस समय अन्य उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले सरल माइक्रोप्रोसेसरों की तुलना में बहुत अधिक कम्प्यूटेशनल शक्ति प्रदान करने के लिए एक एकीकृत जनरेटर और विश्लेषक को एक जुड़े हुए पीसी के साथ जोड़ा। पीसी के नए उपयोग ने उच्च स्तर के कस्टम स्वचालन की अनुमति दी और परिणामों की एक मौलिक रूप से अलग दृश्य प्रस्तुति को सक्षम किया। ऑडियो विश्लेषकों के साथ पीसी प्रौद्योगिकी के संयोजन को प्रिज्म साउंड (डीस्कोप), रोहडे और श्वार्ज (यूपीएल) और स्टैनफोर्ड रिसर्च (एसआर1) सहित अन्य लोगों द्वारा अपनाया गया था। जैसे-जैसे उपलब्ध पीसी की शक्ति बढ़ी, माप स्वयं ऑडियो विश्लेषकों द्वारा आंतरिक रूप से किए जाने वाले प्रदर्शन से एफएफटी (फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म) गणना करने वाले जुड़े पीसी पर चलने वाले अनुप्रयोगों में स्थानांतरित हो गए, जिससे कई परिणामों के लचीलेपन और संकल्प में काफी वृद्धि हुई। एनालॉग के अलावा, ऑडियो विश्लेषक आज कई अलग-अलग प्रकार के डिजिटल आई/ओ पर ऑडियो संकेतों को उत्पन्न करने और मापने में सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, रोहडे और श्वार्ज यूपीपी एईएस/ईबीयू, एस/पीडीआईएफ, आई 2 एस और एचडीएमआई विकल्प प्रदान करता है; ऑडियो प्रिसिजन एपीएक्स 500 श्रृंखला विश्लेषक एईएस/ईबीयू, एस/पीडीआईएफ, आई 2 एस, एचडीएमआई, पीडीएम (पल्स डेंसिटी मॉड्यूलेशन), और ब्ल्यूटूथ रेडियो का समर्थन करते हैं, और पूरी तरह से डीएसपी आधारित हैं। ब्लॉक डायग्राम और ऑपरेशन एक आधुनिक ऑडियो विश्लेषक में शामिल हैंः एक ऑडियो जनरेटर जो डी. यू. टी. को एनालॉग और डिजिटल दोनों तरह का प्रोत्साहन प्रदान करता है। ऑडियो इनपुट चरण जो डी. यू. टी. से प्रतिक्रिया प्राप्त करते हैं, एनालॉग और डिजिटल दोनों, और विश्लेषण के लिए इसे उपयुक्त संकेतों (एनालॉग या डिजिटल) में परिवर्तित करते हैं, एक संकेत विश्लेषक जो प्रतिक्रिया को फ़िल्टर करता है और माप के परिणामों की गणना करता है, आमतौर पर आधुनिक समाधानों में एक जुड़ा हुआ या एम्बेडेड पी. सी. उपयोगकर्ता के लिए आउटपुट का एक रूप (प्रदर्शन, रिपोर्ट, आदि) एक बंद लूप परीक्षण में, विश्लेषण इंजन एक साथ डी. यू. टी. के उत्पादन को मापते हुए ऑडियो जनरेटर को नियंत्रित करता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया हैः संकेत विश्लेषक ऑडियो जनरेटर और ऑडियो इनपुट दोनों चरणों को नियंत्रण प्रदान कर सकता है, यह आश्वासन देते हुए कि परीक्षण की शर्तों को पूरा किया जाता है। यह एक डी. यू. टी. के प्रोत्साहन और प्रतिक्रिया के बीच सटीक समय संबंधों को निर्धारित करने की भी अनुमति देता है। एक ओपन-लूप परीक्षण में, सिग्नल विश्लेषक का डी. यू. टी. को चलाने वाले ऑडियो स्रोत पर कोई नियंत्रण नहीं होता है, और इस प्रकार उपयोगकर्ता को यह सुनिश्चित करने के लिए ध्यान रखना चाहिए कि स्रोत उपयुक्त विशेषताओं का संकेत प्रदान कर रहा है। ओपन लूप परीक्षण डी. यू. टी. को मापने के लिए उपयोगी हैं जिनमें कोई प्रत्यक्ष संकेत इनपुट नहीं है, जैसे कि सी. डी. या एम. पी. 3 प्लेयर। इलेक्ट्रो-ध्वनिक उपकरण इलेक्ट्रो-ध्वनिक उपकरण जैसे कि लाउडस्पीकर और माइक्रोफोन विश्लेषण के लिए विशेष समस्याएं प्रस्तुत करते हैं, क्योंकि उन्हें हवा के माध्यम से संकेत प्राप्त करने या संचारित करने होते हैं। इन मामलों में, ऊपर दिखाए गए मॉडल में डी. यू. टी. को पूर्ण विद्युत-यांत्रिक प्रणाली से बदला जाना चाहिए, उदाहरण के लिए, लाउडस्पीकर चलाने के लिए एक पावर एम्पलीफायर, एक लाउडस्पीकर, एक माप माइक्रोफोन और माइक्रोफोन पूर्व-एम्पलीफायर। परीक्षण के तहत वास्तविक उपकरण को केवल तभी मापा जा सकता है जब इस प्रणाली में अन्य उपकरणों की पूरी तरह से विशेषता हो, ताकि इन उपकरणों के योगदान को प्रतिक्रिया से घटाया जा सके। कई आधुनिक ऑडियो विश्लेषकों में माप अनुक्रम होते हैं जो इस प्रक्रिया को स्वचालित करते हैं, और हाल के विकास का ध्यान अर्ध-अनैच्छिक मापों पर रहा है। ये तकनीकें लाउडस्पीकरों को एक गैर-आदर्श (शोर) वातावरण में विशेषता देने की अनुमति देती हैं, बिना एक एनोकोइक कक्ष की आवश्यकता के, जो उन्हें उच्च मात्रा के उत्पादन लाइन निर्माण में उपयोग के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त बनाती है। अधिकांश अर्ध-अनैच्छिक माप एक साइन तरंग से बनाई गई एक आवेग प्रतिक्रिया के आसपास आधारित होते हैं, जिसकी आवृत्ति एक लघुगणक पैमाने पर बह जाती है, जिसमें किसी भी ध्वनिक प्रतिबिंब को हटाने के लिए एक विंडो फ़ंक्शन लागू किया जाता है। लॉग स्वेप्ट साइन विधि संकेत-से-शोर अनुपात को बढ़ाती है और न्यक्विस्ट आवृत्ति तक व्यक्तिगत विरूपण हार्मोनिक्स को मापने की भी अनुमति देती है, जो कि एमएलएस (अधिकतम लंबाई अनुक्रम) जैसी पुरानी विश्लेषण तकनीकों के साथ पहले असंभव था। ऑडियो जनरेटर परीक्षण और माप में उपयोग के लिए उपयुक्त एक ऑडियो जनरेटर को कई मानदंडों को पूरा करना चाहिए जो एनालॉग और डिजिटल दोनों उत्तेजनाओं पर लागू होते हैंः विभिन्न प्रकार के तरंगों को उत्पन्न करने की क्षमता साइन स्क्वायर मल्टीटोन (एक साथ साइन तरंगों का एक समूह) स्वीप (एक निर्दिष्ट आवृत्ति से दूसरी में लगातार आगे बढ़ना) मानक इंटर-मॉड्यूलेशन तरंग (एस. एम. पी. टी. ई., डी. आई. एन., डी. एफ. डी. और डी. आई. एम.) मनमाना तरंगें (एस. एम. पी. टी. ई., डी. आई. एन., डी. एफ. डी. और डी. आई. एम.) आयाम की पर्याप्त सीमा आवृत्ति की पर्याप्त उच्च सटीकता आवृत्ति की अत्यधिक उच्च सटीकता समायोज्य और सटीक स्रोत प्रतिबाधा संतुलित/असंतुलित उत्पादन विकल्प (एनालॉग) एसी और डीसी युग्मन इसके अतिरिक्त, जनरेटर अनुमति देगा डीयूटी की विशेषताओं के लिए परीक्षण स्थितियों को संरेखित करते समय यह महत्वपूर्ण है। एकीकृत ऑडियो विश्लेषकों की शुरुआत से पहले, ऑडियो जनरेटर और ऑडियो विश्लेषक अलग-अलग उपकरण थे। इस लेख में, संकेत विश्लेषक एक आधुनिक ऑडियो विश्लेषक के तत्व को संदर्भित करता है जो वास्तविक माप को लागू करता है। चाहे एनालॉग सर्किट, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग (डी. एस. पी.) या एफ. एफ. टी. में महसूस किया गया हो, विश्लेषक इंजन को निम्न के उच्च परिशुद्धता कार्यान्वयन प्रदान करने चाहिएः एसी/डी. सी. वोल्टमीटर (पीक और आर. एम. एस.) हाई पास, लो पास और वेटिंग फिल्टर बैंड पास और नॉच फिल्टर फ्रीक्वेंसी काउंटर क्योंकि अधिकांश आधुनिक उपकरण डिजिटल रूप से आधारित हैं, संकेत विश्लेषण अक्सर एफ. एफ. टी.-आधारित गणनाओं का उपयोग करके किया जाता है, जिससे कई परिणामों की गणना एकल परीक्षण पास में की जा सकती है। इन मापों के परिणामों को विश्लेषक द्वारा विभिन्न मानक इकाइयों और प्रारूपों, जैसे कि वोल्ट, डी. बी., डी. बी. यू., एस. पी. एल., ओ. एच. एम., सापेक्ष प्रतिशत, आदि का उपयोग करके पठनीय डेटा में संसाधित किया जाता है, जो रिपोर्ट किए जा रहे विशिष्ट माप पर निर्भर करता है। कई प्राथमिक परिणामों को एक परिकलित परिणाम में मिलाकर व्युत्पन्न परिणाम प्राप्त किए जाते हैं। मापन और परिणाम ऑडियो विश्लेषक कई प्रकार के मापदंडों को मापने में सक्षम हैं। मौलिक माप हैंः स्तर और लाभः स्तर एक संकेत के परिमाण का वर्णन करता है, और इसे निरपेक्ष या सापेक्ष शब्दों में व्यक्त किया जा सकता है। सामान्य निरपेक्ष इकाइयाँ वोल्ट, वाट, डी. बी. वी. और डी. बी. यू. हो सकती हैं, जबकि सापेक्ष माप आमतौर पर डी. बी. में व्यक्त किए जाते हैं। स्तर को चरम माप या आर. एम. एस. माप के रूप में भी निर्धारित किया जा सकता है। लाभ एक डी. यू. टी. के उत्पादन पर संकेत स्तर का अनुपात है जिसे इनपुट पर संकेत स्तर से विभाजित किया जाता है, जिसे आमतौर पर डी. बी. में व्यक्त किया जाता है। आवृत्ति प्रतिक्रियाः आवृत्ति के कार्य के रूप में एक डी. यू. टी. के उत्पादन स्तर को मापता है। स्तर को ऊपर के समान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है, आमतौर पर dBV और dBu। कुल हार्मोनिक विकृति और शोर (टीएचडी + एन): हार्मोनिक विकृति उत्पाद उत्तेजना आवृत्तियों के गुणक हैं, जबकि शोर वह ऊर्जा है जो गणितीय रूप से इनपुट संकेत से असंबंधित है। एक संकेत परिणाम के रूप में, टीएचडी + एन को डीयूटी प्रतिक्रिया में सभी संकेत सामग्री माना जा सकता है जो उत्तेजना में निहित नहीं है। सिग्नल-टू-नॉइस रेश्यो (एस. एन. आर.): डी. यू. टी. से आने वाले अवांछित शोर के लिए वांछित संकेत का अनुपात, जिसे डी. बी. में व्यक्त किया जाता है। क्रॉसस्टॉकः एक ऑडियो चैनल से संकेत की अवांछित उपस्थिति जैसा कि एक डी. यू. टी. के अन्य ऑडियो चैनलों में दिखाई देता है। चूँकि यह एक अनुपात है, इसलिए इसे डी. बी. में व्यक्त किया जाता है। चरणः समान आवृत्ति के दो संकेतों के बीच समय में संबंध, जिसे संकेत की अवधि के एक अंश के रूप में व्यक्त किया जाता है। यह आमतौर पर डिग्री में व्यक्त किया जाता है, जिसमें एक साइनसॉइडल संकेत का एक पूरा चक्र 360 डिग्री होता है। इंटरमॉड्यूलेशन डिस्टॉर्शन (आई. एम. डी.): विकृति जो दो या दो से अधिक संकेतों के गैर-रैखिक मिश्रण का परिणाम है, आमतौर पर अलग-अलग आवृत्तियों पर दो साइन-तरंगें या एक साइन-तरंग और वर्ग-तरंग का योग। आवृत्तियों के हार्मोनिक गुणकों पर विरूपण उत्पादों के अलावा, उत्पाद मूल आवृत्तियों के योग और अंतर के गुणकों पर भी पाए जाते हैं। समय क्षेत्र प्रदर्शनः संकेत के ऑसिलोस्कोप प्रदर्शन के समतुल्य, जो समय के कार्य के रूप में तात्कालिक आयाम दिखाता है। ऑडियो सिस्टम माप विकृति संदर्भ ऑडियो माप में डेसिबल को समझना ऑडियो विश्लेषक के साथ ऑडियो विश्लेषक दो-तरफा रेडियो परीक्षण का उपयोग करके सिनाड माप छह बुनियादी ऑडियो परीक्षणों का परिचय ऑडियो विनिर्देशों को कैसे लिखें (और पढ़ें) ऑडियो माप हैंडबुक ध्वनिक ट्रांसड्यूसर परीक्षण ऑडियो इलेक्ट्रॉनिक्स