Кроссплатформенное настольное приложение (cross-platform desktop application) для измерения электрического импеданса и RLC-характеристик (активное сопротивление, емкость и индуктивность) исследуемого радиоэлемента, подключаемого напрямую к звуковой карте компьютера.
Подключение исследуемого радиоэлемента осуществляется к двухканальному линейному вводу и одноканальному линейному выводу звуковой карты через опорный резистор Rref, сопротивление которого подбирается вручную и задается программно.
Для уменьшения погрешности измерения импеданса предусмотрены следующие виды калибровочных испытаний:
- GAIN
Определяется разница коэффициента усиления между левым VL и правым VR каналами линейного входа для последующей компенсации в режиме короткого замыкания в цепи с опорным резистором Rref.
- OPEN
Определяется входной импеданс звуковой карты ZR в режиме разомкнутой цепи с исследуемым импедансом ZC.
- GROUND
Определяется импеданс земли ZG в режиме короткого замыкания цепи с исследуемым импедансом ZC.
Схема замещения, соответствующая калибровке, и формулы рассчета исследуемого импеданса следующие:
Перед началом измерений требуется выбрать устройства ввода-вывода звуковой карты, используемые в ходе измерений.
Важно: для проведения измерения необходимо, чтобы устройство ввода было двухканальным.
После выбора устройств предлагается провести тестовую генерацию сигнала для определения среднеквадратичных значений сигнала на левом и правом каналах линейного ввода и фазового сдвига между сигналами.
Далее требуется настроить ключевые параметры процесса измерения
- сопротивление опорного резистора (Rref),
- опорный канал линейного ввода, который будет программно распознаваться как канал входного сигнала системы (для удобства, если при монтаже были спутаны каналы),
- частота дискретизации сигнала линейного вывода,
и установить частотный диапазон измерения. Для разовых измерений на определенной частоте предусмотрена соответствующая опция.
Для большего качества измерений рекомендуется проведение необязательных калибровочных испытаний, суть которых описана выше.
При отсутствии ошибок конфигурации на предыдущих этапах должно быть доступно проведение измерений. Процесс измерения в свою очередь проходит в несколько этапов:
- Выбор следующей частоты синусоидального сигнала, начиная с нижней границы диапазона частот;
- Генерация синусоидального сигнала выбранной частоты в течении некоторого времени переходного процесса, заданного в программе заранее;
- Прослушивание левого и правого каналов линейного ввода и формирование соответствующих входного и выходного сигналов системы;
- Рассчет исследуемого импеданса для входного и выходного сигналов системы с учетом результатов калибровки;
- Повторение процедуры рассчета импеданса некоторое количество раз и усреднение полученного значения импеданса для заданной частоты.
- Для кросс-платформенной обработки ввода-вывода с поддержкой мультиканального ввода с низкой задержкой использовалась библиотека jp.keijiro.libsoundio;
- Для сохранения графиков импеданса в формате PNG при помощи нативного файлового проводника использовался плагин UnityStandaloneFileBrowser;
- Для логгирования ошибок, вспомогательных сведений времени выполнения используется плагин UnityIngameDebugConsole.
Для более пристального знакомства с проектом рекомендую к изучению следующие ресурсы, во многом послужившие источником вдохновения при разработке:
React
Typescript
Django
Laravel
Facebook
Microsoft
Google
Alibaba
D3
Tencent