Ta članek govori o tehniki oblikovanja snopa za določanje mesta hrupnosti na mimovozečih vozilih. Tehnika postavlja več izzivov, ki vključujejo hkratno zajemanje podatkov z velikim poljem tipal, napredno obdelavo signalov, shranjevanje izredno velikih naborov podatkov in vplive okolja, ki se pojavljajo pri uporabi na preizkusni progi na prostem. Ta članek priporoča najboljše prakse za izvedbo oblikovanja snopa in obravnava celoten potrebni sistem, od preizkusnega okolja preko tipal do matematike, analiziranja ter shranjevanja podatkov, da bo lahko bralec uporabil to tehniko.
Hitrosti pretakanja podatkov in izbira vodila za prenos podatkov
Pri delu z velikim številom tipal morate upoštevati hitrosti pretakanja podatkov oziroma količine podatkov, ki jih prenese povezava med vašimi enotami za zajemanje podatkov in vašim računalnikom. To še posebej drži pri poljih mikrofonov, kjer so vzorci pri zajemanju podatkov večji, da je zagotovljen večji dinamični razpon, in se vzorčijo pogosteje, da je mogoče vzorčiti višje frekvence zvoka.
Za izračun potrebne podatkovne pasovne širine za svojo aplikacijo na podlagi največje zaznavne frekvence zvoka lahko uporabite naslednjo enačbo. Ne pozabite, da sistemi za zajemanje podatkov podatke skoraj vedno zajemajo z 2 ali 4 bajti na vzorec. Čeprav vaša kartica za zajemanje podatkov ponuja 18- ali 24-bitno ločljivost, se za prenos in shranjevanje podatkov še vedno uporablja 32 bitov (4 bajti).
Za prenos teh podatkov lahko izbirate med več komunikacijskimi vodili. Vsako ima svoje prednosti in slabosti, ki jih morate ovrednotiti glede na svojo aplikacijo. Za zajemanje podatkov z visoko pasovno širino, kot je potrebno za oblikovanje snopa, se najpogosteje uporabljajo vodila USB, Ethernet in PCI ali PCI Express.
USB je najpogostejše vodilo za naprave za široko potrošnjo in se pogosto uporablja tudi za zajemanje podatkov. Njegove prednosti so preprosta uporaba po načelu »plug-and-play«, nizka cena, povezana z večnamensko uporabnostjo, in velika pasovna širina (256 Mb/s). Žal pa so kabli USB kratki, največ 5 m. USB je dobro večnamensko komunikacijsko vodilo, če lahko svoj sistem za zajemanje podatkov postavite v isti prostor kot računalnik za shranjevanje in obdelavo signalov.
Sistemi za zajemanje podatkov na vodilu Ethernet uporabljajo za prenos podatkov enako tehnologijo kot internetne povezave. Trg za široko potrošnjo počasi uvaja standard Gigabit Ethernet, vendar je večina sistemov za zajemanje podatkov še vedno omejena s prenosnimi linijami s hitrostjo 100 Mb/s. Glavna prednost sistema Ethernet je njegova sposobnost prenosov na velike razdalje. Če morate torej zajemanje podatkov postaviti daleč stran od računalnika za shranjevanje in obdelavo signalov, je lahko Ethernet dobra izbira.
Vodilo PCI, zdaj pa tudi PCI Express, uporablja enako tehnologijo, kot jo uporabljajo računalniki za notranje prenose podatkov, na primer med procesorjem in grafično kartico. Tehnologijo PCI lahko uporabite za zajemanje podatkov v povezavi s kartico za zajemanje podatkov, ki jo priključite neposredno v razširitveno mesto PCI ali PCI Express v računalniku, ali pa s sistemom PXI, ki vodilo PCI podaljša zunaj računalnika, običajno s povezavo MXI. Prednost komunikacijskega vodila PCI je izredna hitrost prenosa podatkov, ki dosega do 16 GB/s. To pa stane, saj so sistemi PCI in PXI običajno dražji od sistemov USB ali Ethernet. Sistemi z velikim številom kanalov se bolje ujamejo s to tehnologijo vodila, saj zaradi velikih količin prenesenih podatkov zares potrebujemo visoko pasovno širino.
Elektronski podatkovni listi za merilne pretvornike (TEDS – Transducer Electronic Data Sheets)
Tehnologija TEDS lahko močno olajša pripravo in konfiguriranje sistemov s polji mikrofonov. Informacije o tipalu so tukaj shranjene v majhnem pomnilniku EEPROM v tipalu. Ko je tako tipalo povezano s sistemom za zajemanje podatkov s podporo za tehnologijo TEDS, lahko tipalo pošlje informacije, s katerimi se identificira, in navede informacije o umerjanju ter občutljivosti, kar omogoči samodejno konfiguracijo velikega števila kanalov.
Uporaba akustičnega snopa za zaznavanje hrupa (3)
National Instruments d.o.o.
Tel: + 386 3 425 4270
Brezplačna številka: 080 8864
2014_SE219_29
