Aktualisieren Sie Ihr Testsystem, ohne NI-DAQ-Hardware zu ersetzen

Anhand eines akustischen Mess-Workflows mit kabelgebundenen Kopfhörern als Beispiel erklärt dieser Artikel, wie OpenTest eine Verbindung zu einem NI USB-4431-DAQ-Gerät herstellt und einen vollständigen akustischen Test-Workflow unterstützt - von Testaufbau, Kanalkonfiguration und Signalerfassung bis hin zu Frequenzganganalyse, Verzerrungsanalyse, Berichtserstellung und sequenzbasierter Automatisierung. Der Workflow hilft Entwicklungsteams, ihre Testsoftware-Plattform zu aktualisieren und gleichzeitig bestehende Hardware-Investitionen zu erhalten.

Wenn Akustik- und NVH-Teams ein Testsystem aktualisieren, ist die Hauptfrage oft nicht, wie viele Funktionen die neue Software bietet. Die praktischere Frage ist, ob vorhandene DAQ-Hardware, Sensoren, Vorrichtungen und Testaufbauten weiterhin genutzt werden können. Für Labore und Entwicklungsteams, die bereits auf NI-DAQ-Hardware setzen, können der Austausch der Hardware, der Neuaufbau des Prüfstands und die erneute Validierung des gesamten Workflows die Einführungskosten erheblich erhöhen.

OpenTest bietet durch offenen Hardwarezugriff einen reibungsloseren Weg für diese Art von Systemupgrade. In diesem Beispiel verbindet sich OpenTest mit einem NI USB-4431-DAQ-Gerät und nutzt einen Frequenzgang- und Verzerrungstest mit kabelgebundenen Kopfhörern, um zu zeigen, wie ein bestehendes Erfassungssystem in die OpenTest-Plattform integriert werden kann.

Testszenario: Frequenzgang- und Verzerrungstests für kabelgebundene Kopfhörer

Frequenzgang- und Verzerrungstests sind typische Basis-Messungen in der Kopfhörerentwicklung, -validierung und -qualitätskontrolle. Der Frequenzgang zeigt, wie ein Kopfhörer Schall über verschiedene Frequenzen ausgibt und hilft Ingenieurinnen und Ingenieuren zu beurteilen, ob die Leistung im Tiefton-, Mittelton- und Hochtonbereich dem Zieldesign entspricht. Verzerrungstests helfen dabei, zusätzliche harmonische Komponenten zu identifizieren, die während der Wiedergabe erzeugt werden und auf Probleme mit Treiber, Struktur, Montage oder akustischem Design hinweisen können.

Dieser Workflow kann auf mehrere akustische Kopfhörertest-Szenarien angewendet werden:

• F&E-Abstimmung: Vergleichen Sie Änderungen im Frequenzgang über akustische Strukturen, Tuning-Optionen oder Prototyp-Versionen hinweg.
• Designvalidierung: Überprüfen Sie, ob der Kopfhörerausgang Zielkurven oder interne Grenzwerte einhält.
• Stichprobenbewertung: Ermitteln Sie deutliche Unterschiede zwischen Mustern oder Fertigungschargen.
• Stichprobenprüfungen in der Produktion: Überprüfen Sie Frequenzgang- und Verzerrungsleistung in Labor- oder Fertigungslinien-Umgebungen.
• Fehleranalyse: Untersuchen Sie Kanalungleichgewicht, schwache Tiefton-Ausgabe, Hochton-Auffälligkeiten oder erhöhte Verzerrungen.

In einem typischen Testaufbau wird der kabelgebundene Kopfhörer in ein Kunstohr oder einen akustischen Koppler eingesetzt. Ein Sweepsignal wird über den Kopfhörer wiedergegeben, die akustische Antwort wird erfasst, und OpenTest wird zur Analyse der Frequenzgang- und Verzerrungsergebnisse verwendet.

Testaufbau: Beibehaltung der bestehenden Hardwarekette

Abbildung 1: OpenTest, verbunden mit einem NI USB-4431 für akustische Tests mit kabelgebundenen Kopfhörern

Abbildung 2: Konfiguration der NI USB-4431-Erfassungskanäle in OpenTest

Bevor die Tests beginnen, identifizieren Ingenieurinnen und Ingenieure das Gerät und konfigurieren die Erfassungskanäle in OpenTest. Basierend auf der Testkette können sie Eingangskanäle, Abtastparameter, Kanalnamen und Kalibrierinformationen festlegen, sodass das erfasste Signal korrekt dem Kopfhörerausgang zugeordnet wird.

Für Teams mit einem bestehenden Testsystem liegt der Nutzen auf der Hand: Die Hardwarekette kann unverändert bleiben, während Testkonfiguration und Datenanalyse in OpenTest erfolgen.

Sweep-Test: Analyse der Ausgabe über verschiedene Frequenzen hinweg

Abbildung 3: Ergebnisse von Frequenzgang- und Verzerrungstests mit kabelgebundenen Kopfhörern in OpenTest

Nach der Kanalkonfiguration können Ingenieurinnen und Ingenieure den Frequenzgangtest ausführen. Frequenzgangtests verwenden in der Regel ein Sweepsignal oder ausgewählte Frequenzpunkte, um den Schalldruck über den gesamten Frequenzbereich zu beobachten. Anhand der resultierenden Kurve können Ingenieurinnen und Ingenieure die Gesamt-Tuning-Tendenz beurteilen, etwa Tiefton-Erweiterung, Mittelton-Glättung sowie Hochtonspitzen oder -einbrüche. Bei Stereokopfhörern kann zudem die Konsistenz zwischen linkem und rechtem Kanal überprüft werden.

Verzerrungstests konzentrieren sich darauf, ob der Kopfhörer während der Wiedergabe zusätzliche harmonische Komponenten erzeugt. Selbst wenn die Frequenzgangkurve nahe an der Zielvorgabe liegt, können bestimmte Frequenzbänder dennoch erhöhte Verzerrungen aufweisen, die die Hörqualität beeinträchtigen oder auf strukturelle Probleme hinweisen können. Durch die Auswertung der Verzerrungsergebnisse in OpenTest können Ingenieurinnen und Ingenieure beurteilen, ob eine Auffälligkeit mit der Treiberleistung, Montagekonstanz, dem Design der akustischen Kammer oder den Testbedingungen zusammenhängt.

Dieses Beispiel zeigt, dass die Anbindung von OpenTest an NI-DAQ-Hardware nicht nur darin besteht, ein Gerät zu erkennen. Es geht darum, vorhandene Erfassungshardware in einen vollständigen akustischen Test-Workflow einzubinden, der Kanalkonfiguration, Signalerfassung, Frequenzganganalyse, Verzerrungsanalyse, Ergebnisbewertung, Datenexport und Berichtserstellung innerhalb einer Plattform abdeckt.

Berichtserstellung: Ergebnisse einfacher prüfen und archivieren

Abbildung 4: OpenTest erzeugt einen akustischen Testbericht für kabelgebundene Kopfhörer

Nach der Frequenzgang- und Verzerrungsanalyse müssen Testergebnisse häufig überprüft, verglichen und archiviert werden. Für F&E-Validierungs- und Qualitätssicherungsteams ist eine einzelne Kurve selten das Ende des Workflows. Ingenieurinnen und Ingenieure müssen Testbedingungen, Kanaleinstellungen, Frequenzgangkurven, Verzerrungsergebnisse und zentrale Bewertungsinformationen in einem nachvollziehbaren Bericht für interne Reviews, Mustervergleiche oder nachgelagerte Analysen zusammenführen.

In OpenTest können Testdaten und Analyseergebnisse direkt in die Berichtserstellung übernommen werden. Ingenieurinnen und Ingenieure können Frequenzgangkurven, Verzerrungskurven, Testparameter und Ergebnisnotizen innerhalb derselben Testaufgabe organisieren und so den Bedarf verringern, Screenshots manuell zu erfassen, Daten zu kopieren und Inhalte in mehreren Tools neu zu formatieren. Dies erhöht die Effizienz bei der Berichtserstellung und hilft, Testaufzeichnungen mit den Analyseergebnissen abzugleichen.

Sequence Mode: Den Workflow in eine automatisierte Testaufgabe überführen

Abbildung 5: Konfiguration einer akustischen Testsequenz für kabelgebundene Kopfhörer in OpenTest

Sobald der Testworkflow stabil ist, können Ingenieurinnen und Ingenieure den OpenTest Sequence Mode nutzen, um Signalerfassung, Frequenzganganalyse, Verzerrungsanalyse, Ergebnisbewertung und Berichtsausgabe als standardisierte Testsequenz zu konfigurieren. Anstatt jeden Arbeitsschritt manuell zu wiederholen, können Ingenieurinnen und Ingenieure den vordefinierten Workflow ausführen und dieselbe Testmethode für F&E-Validierung, Mustervergleich und Stichprobenprüfungen in der Produktion wiederverwenden.

Für Teams, die wiederholt ähnliche Produkte testen, hilft der Sequence Mode dabei, einen validierten Workflow in eine wiederverwendbare Vorlage zu überführen. Beim Testen unterschiedlicher Muster, Chargen oder mit verschiedenen Bedienern können Testschritte, Parametereinstellungen und Ausgabeformate konsistenter bleiben und so eine stärkere Grundlage für automatisierte Tests und standardisiertes Testmanagement schaffen.

Für Anwenderinnen und Anwender mit vorhandener NI-DAQ-Hardware bietet dieser Ansatz mehrere praktische Vorteile:

• Beibehaltung der vorhandenen Hardwarekette: Der aktuelle Erfassungsaufbau kann bestehen bleiben, und die Upgrade-Kosten werden reduziert.
• Validierung anhand eines realen akustischen Testszenarios: Nutzen Sie Frequenzgang- und Verzerrungstests mit kabelgebundenen Kopfhörern, um den Workflow zu verifizieren.
• Vereinheitlichung von Test und Analyse: Verringern Sie das Umschalten zwischen Tools für Gerätekonfiguration, Datenerfassung und Ergebnisanalyse.
• Höhere Effizienz bei der Ergebnisbewertung: Nutzen Sie Frequenzgangkurven, Verzerrungsergebnisse und Testdaten für Vergleich, Archivierung und Berichtsausgabe.
• Unterstützung zukünftiger Erweiterungen: Erweitern Sie einen stabilen Einzeltest-Workflow zu standardisierten, sequenzbasierten und automatisierten Tests.

Für Akustiklabore, F&E-Validierungsteams und Produktionstestteams, die bereits NI-DAQ-Hardware einsetzen, bietet OpenTest einen praxisnahen Upgrade-Pfad: bestehende Hardware-Ressourcen erhalten und gleichzeitig Kopfhörerakustikmessungen und andere Test-Workflows in eine stärker vereinheitlichte Softwareplattform integrieren.

Über die in diesem Artikel beschriebenen NI USB-4431- und Frequenzgangtests mit kabelgebundenen Kopfhörern hinaus kann die offene Hardwarezugriffsfähigkeit von OpenTest auch weitere Arten von Datenerfassungsgeräten und Audio-Interfaces unterstützen und Anwenderinnen und Anwendern helfen, flexiblere Testsysteme auf Basis ihrer vorhandenen Hardwareumgebung aufzubauen. Hinsichtlich der Testmöglichkeiten ist OpenTest nicht auf Frequenzgang- und Verzerrungsanalyse beschränkt. Die Plattform lässt sich auch auf Schallleistung, Klangqualität, elektroakustische Tests sowie weitere akustische und NVH-Messszenarien erweitern. Für Teams, die eine schrittweise Aufrüstung ihrer Testplattform planen, bedeutet dies, dass OpenTest nicht nur mit vorhandener Hardware zusammenarbeiten kann, sondern im Laufe der Zeit auch die Testmöglichkeiten und Automatisierungs-Workflows erweitert.

Die kostenlose Version von OpenTest ist auf der offiziellen OpenTest-Website verfügbar. Um mehr über OpenTest-Lösungen zu erfahren oder OpenTest für DAQ-Integration, Akustiktests und automatisierte Workflows zu evaluieren, füllen Sie bitte das untenstehende Formular "Get in Touch" aus.