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 akustiskos signālus elektriskos signālos, tas var simulēt cilvēka auss reakcijas ātruma uz skaņas viļņiem laika raksturlielumus;
Dažādas jutības pret augstām un zemām frekvencēm frekvences raksturlielumi un mainīgu frekvenču raksturlielumu intensitātes raksturlielumi pie dažāda skaļuma. Tāpēc skaņas līmeņa mērītājs ir subjektīvs elektronisks instruments.
Skaņas līmeņa mērītāja darbības princips ir šāds:
Mikrofons pārvērš skaņu elektriskajā signālā, un priekšpastiprinātājs pēc tam pārveido pretestību, lai tas atbilstu mikrofonam ar vājinātāju. Pastiprinātājs pievieno izejas signālu svēršanas tīklam, lai veiktu signāla (vai ārējā filtra) frekvences svēršanu;
Pēc tam signālu pastiprina līdz noteiktai amplitūdai ar vājinātāju un pastiprinātāju un pēc tam nosūta uz RMS detektoru (vai ārēju preses līmeņa reģistratoru), un indikatorā tiek norādīta trokšņa līmeņa vērtība.
1) Mikrofons ir ierīce, kas pārvērš skaņas spiediena signālu sprieguma signālā. To sauc arī par mikrofonu. Tas ir skaņas līmeņa mērītāja sensors. Parastie mikrofoni ir kristāla, elektreta, dinamiskie un kondensatora mikrofoni.
Dinamiskais mikrofons sastāv no diafragmas, kustīgas spoles, pastāvīgā magnēta un transformatora.
Diafragma sāk vibrēt pēc tam, kad tā ir pakļauta skaņas viļņu spiedienam, un virza 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 zemāks skaņas spiediens, jo mazāka ir ģenerētā strāva.
Kondensatora mikrofoni galvenokārt sastāv no metāla diafragmām un metāla elektrodiem, kas atrodas tuvu viens otram, būtībā no plakana kondensatora.
Metāla diafragma un metāla elektrodi veido divas plakanā kondensatora plāksnes. Kad diafragma tiek pakļauta skaņas spiedienam, diafragma deformējas, izraisot attāluma izmaiņas starp abām plāksnēm;
Papildus kapacitātei tiek mainīts arī spriegums pozīcijas mērīšanas ķēdē, realizējot skaņas spiediena signāla pārvēršanas efektu sprieguma signālā.
Kondensatora mikrofoni ir ideāli mikrofoni akustiskajos mērījumos. 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 augsta, pretestības pārveidošana ir nepieciešama priekšpastiprinātājam, kas ir uzstādīts skaņas līmeņa mērītājā netālu no daļas, kur ir uzstādīts kondensatora mikrofons.
2) Pastiprinātājs
Parasti tiek izmantoti divpakāpju pastiprinātāji, proti, ieejas pastiprinātājs un izejas pastiprinātājs, un tā funkcija ir pastiprināt vājus elektriskos signālus.
Ieejas vājinātāju un izejas vājinātāju izmanto, lai mainītu ieejas signāla un izejas signāla vājinājumu, lai skaitītāja galvas rādītājs būtu pareizā stāvoklī.
Ievades pastiprinātāja izmantotā vājinātāja regulēšanas diapazons ir mērījuma zemākais gals, un izejas pastiprinātāja izmantotā vājinātāja regulēšanas diapazons ir ļoti piemērots mērījumiem.
Daudziem skaņas līmeņa mērītājiem ir 70 dB ierobežojums gan gao galā, gan zemākajā galā.
3) Svērtais tīkls
Lai modelētu cilvēka auss atšķirīgo jutību dažādās frekvencēs, skaņas līmeņa mērītājā ir izveidots tīkls, kas var simulēt cilvēka auss dzirdes īpašības un koriģēt elektrisko signālu līdz aptuvenai dzirdes vērtībai. Šo tīklu sauc par svēršanas tīklu.
Skaņas spiediena līmenis, ko mēra svēršanas tīkls, vairs nav objektīvā fiziskā lieluma skaņas spiediena līmenis (saukts par lineāro skaņas spiediena līmeni), bet gan skaņas spiediena līmenis pēc dzirdes korekcijas, ko sauc par svērto skaņas līmeni vai trokšņa līmeni. .
