Kā darbojas skaņas līmeņa mērītājs?
Skaņas līmeņa mērītājs ir pamata trokšņa mērīšanas instruments. Tas ir elektronisks instruments, taču tas atšķiras no objektīviem elektroniskiem instrumentiem, piemēram, voltmetriem.
Pārvēršot akustisko signālu elektriskajā signālā, tas var simulēt cilvēka auss reakcijas ātruma uz skaņas vilni laika raksturlielumus;
Frekvences raksturlielums, kam ir atšķirīga jutība pret augstām un zemām frekvencēm un intensitātes raksturlielums, kas maina frekvences raksturlielumu pie dažāda skaļuma. Tāpēc skaņas līmeņa mērītājs ir subjektīvs elektronisks instruments.
Skaņas līmeņa mērītāja darbības princips ir šāds:
Mikrofons skaņu pārvērš elektriskajā signālā, un pēc tam priekšpastiprinātājs pārveido pretestību, lai saskaņotu mikrofonu ar vājinātāju. Pastiprinātājs pievieno izejas signālu svēršanas tīklam un veic signāla (vai ārējā filtra) frekvences svēršanu;
Pēc tam signāls tiek pastiprināts līdz noteiktai amplitūdai caur vājinātāju un pastiprinātāju, nosūtīts uz efektīvās vērtības detektoru (vai ārējo preses līmeņa reģistratoru), un indikatora mērītājā tiek norādīta trokšņa līmeņa vērtība.
1) Mikrofons ir ierīce, kas pārveido skaņas spiediena signālu sprieguma signālā, ko sauc arī par mikrofonu, kas ir skaņas līmeņa mērītāja sensors. Parastie mikrofoni ir kristāls, elektrets, kustīga spole un kondensators.
Kustīgs spoles mikrofons sastāv no vibrējošas diafragmas, kustīgas spoles, pastāvīgā magnēta un transformatora.
Vibrējošā diafragma sāk vibrēt pēc tam, kad tā ir pakļauta skaņas viļņu spiedienam, un virza kopā ar to uzstādīto kustīgo spoli vibrēt magnētiskajā laukā, radot inducētu strāvu.
Strāva mainās atkarībā no akustiskā spiediena lieluma uz vibrējošo diafragmu. Jo lielāks skaņas spiediens, jo lielāka ir ģenerētā strāva, un jo mazāks skaņas spiediens, jo mazāka ir ģenerētā strāva.
Kondensatora mikrofons galvenokārt sastāv no metāla diafragmas un metāla elektrodiem, kas atrodas tuvu viens otram, kas būtībā ir plakana plāksnes kondensators.
Metāla diafragma un metāla elektrods veido divas plakanā kondensatora plāksnes. Kad diafragma tiek pakļauta skaņas spiedienam, diafragma deformējas un mainās attālums starp abām plāksnēm;
Tāpēc tiek mainīta kapacitāte, mainās arī spriegums bitu mērīšanas ķēdē, realizējot skaņas spiediena signāla pārvēršanas funkciju sprieguma signālā.
Kondensatora mikrofons ir ideāls mikrofons akustisko mērījumu veikšanai. Tā priekšrocības ir liels dinamiskais diapazons, plakana frekvences reakcija, augsta jutība un laba stabilitāte vispārējā mērīšanas vidē, tāpēc to plaši izmanto.
Tā kā kondensatora mikrofona izejas pretestība ir ļoti augsta, ir nepieciešams veikt pretestības pārveidošanu caur priekšpastiprinātāju. Priekšpastiprinātājs ir uzstādīts skaņas līmeņa mērītāja iekšpusē netālu no vietas, kur ir uzstādīts kondensatora mikrofons.
2) pastiprinātājs
Parasti tiek izmantots divpakāpju pastiprinātājs, tas ir, ieejas pastiprinātājs un izejas pastiprinātājs, un tā funkcija ir pastiprināt vājus elektriskos signālus.
Ievades vājinātāju un izejas vājinātāju izmanto, lai mainītu ieejas signāla vājinājumu un izejas signāla vājināšanos, lai skaitītāja rādītāju varētu novirzīt pareizajā pozīcijā.
Ievades pastiprinātājā izmantotā vājinātāja regulēšanas diapazons ir paredzēts zemākā līmeņa mērīšanai, un izvades pastiprinātājā izmantotā vājinātāja regulēšanas diapazons tiek mērīts kā lielisks.
Daudzu skaņas līmeņa mērītāju augsto un zemo galu ierobežo 70 dB.
3) Svēršanas tīkls
Lai modelētu atšķirīgo cilvēka dzirdes jutību dažādās frekvencēs, skaņas līmeņa mērītājs ir aprīkots ar tīklu, kas var simulēt cilvēka auss dzirdes īpašības un koriģēt elektrisko signālu līdz aptuvenai dzirdes sajūtas vērtībai. Šo tīklu sauc par svēršanas tīklu. .
Skaņas spiediena līmenis, ko mēra, izmantojot svēršanas tīklu, vairs nav objektīvā fiziskā lieluma skaņas spiediena līmenis (saukts par lineāro skaņas spiediena līmeni), bet gan skaņas spiediena līmenis, kas koriģēts ar dzirdes sajūtu, ko sauc par svērto skaņas līmeni vai trokšņa līmeni.
