Kāds ir skaņas līmeņa mērītāja princips?
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, var simulēt cilvēka auss reakcijas ātruma uz skaņas viļņiem laika raksturlielumus;
Ir frekvenču raksturlielumi ar atšķirīgu jutību pret augstām un zemām frekvencēm un intensitātes raksturlielumiem, kas maina frekvences raksturlielumus dažādos skaļumos. Tāpēc skaņas līmeņa mērītājs ir subjektīvs elektronisks instruments.
Skaņas līmeņa mērītāja darbības princips ir šāds:
Mikrofons pārvērš skaņu elektriskajā signālā, un pēc tam priekšpastiprinātājs maina pretestību, lai tā atbilstu mikrofonam un vājinātājam. 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 un pēc tam tiek nosūtīts uz efektīvās vērtības detektoru (vai ārējo līmeņa reģistratoru), un indikatora mērītājā tiek norādīta trokšņa līmeņa vērtība.
1) Mikrofons ir ierīce, kas pārvērš skaņas spiediena signālus sprieguma signālos. To sauc arī par mikrofonu. Tas ir skaņas līmeņa mērītāja sensors. Kopējos mikrofonos ietilpst kristāls, elektrets, kustīga spole un kondensators.
Dinamiskais 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.
Šī strāva mainās atkarībā no skaņas viļņa spiediena daudzuma, kam vibrējošā diafragma ir pakļauta. Jo lielāks skaņas spiediens, jo lielāka ir ģenerētā strāva; jo zemāks skaņas spiediens, jo mazāka ir ģenerētā strāva.
Kondensatora mikrofons galvenokārt sastāv no metāla diafragmas un cieši izvietotiem metāla elektrodiem. Tas būtībā ir plākšņu kondensators.
Metāla diafragma un metāla elektrods veido divas plakanā kondensatora plāksnes. Kad diafragmu ietekmē skaņas spiediens, diafragma deformējas, izraisot attāluma izmaiņas starp abām plāksnēm;
Rezultātā 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, pretestības pārveidošana jāveic, izmantojot priekšpastiprinātāju. Priekšpastiprinātājs ir uzstādīts skaņas līmeņa mērītājā netālu no vietas, kur ir uzstādīts kondensatora mikrofons.
2) Pastiprinātājs
Parasti tiek izmantoti divpakāpju pastiprinātāji, proti, ieejas pastiprinātājs un izejas pastiprinātājs, kuru funkcija ir pastiprināt vājus elektriskos signālus.
Ieejas vājinātāju un izejas vājinātāju izmanto, lai mainītu ieejas signāla vājināšanos un izejas signāla vājināšanos tā, lai skaitītāja rādītājs būtu vērsts uz atbilstošo pozīciju.
Ievades pastiprinātājā izmantotā vājinātāja regulēšanas diapazons ir mērījuma zemākais punkts, un izejas pastiprinātājā izmantotā vājinātāja regulēšanas diapazons ir mērījuma augstākais punkts.
Daudziem skaņas līmeņa mērītājiem ir 70 dB robežvērtība augstajiem un zemajiem galiem.
3) Svērtais tīkls
Lai modelētu cilvēka atšķirīgo dzirdes jutību dažādās frekvencēs, skaņas līmeņa mērītājs ir aprīkots ar tīklu, kas var simulēt cilvēka auss dzirdes īpašības un modificēt elektrisko signālu līdz aptuvenai dzirdes sajūtas vērtībai. Šo tīklu sauc par svēršanas tīklu.
Skaņas spiediena līmenis, ko mēra, izmantojot svēršanas tīklu, vairs nav objektīva fiziskā lieluma skaņas spiediena līmenis (saukts par lineāro skaņas spiediena līmeni), bet gan skaņas spiediena līmenis, ko modificē dzirdes sajūta, ko sauc par svērto skaņas līmeni vai trokšņa līmeni.
