Miten äänitasomittari toimii?
Äänitasomittari on perusmelun mittauslaite. Se on elektroninen instrumentti, mutta se eroaa objektiivisista elektronisista instrumenteista, kuten volttimittareista.
Muunnettaessa akustisia signaaleja sähköisiksi signaaleiksi se voi simuloida ihmiskorvan ääniaaltojen vastenopeuden aikaominaisuuksia;
Eri herkkyyksien taajuusominaisuudet korkeille ja matalille taajuuksille sekä muuttuvien taajuusominaisuuksien intensiteettiominaisuudet eri äänenvoimakkuudella. Siksi äänitasomittari on subjektiivinen elektroninen instrumentti.
Äänitasomittarin toimintaperiaate on:
Mikrofoni muuntaa äänen sähköiseksi signaaliksi, ja esivahvistin muuntaa sitten impedanssin vastaamaan mikrofonia vaimentimeen. Vahvistin lisää lähtösignaalin painotusverkkoon suorittaakseen signaalin (tai ulkoisen suodattimen) taajuuspainotuksen;
Sitten signaali vahvistetaan tiettyyn amplitudiin vaimentimella ja vahvistimella ja lähetetään sitten RMS-ilmaisimeen (tai ulkoiseen painotason tallentimeen), ja kohinatason arvo ilmoitetaan ilmaisimella.
1) Mikrofoni on laite, joka muuntaa äänenpainesignaalin jännitesignaaliksi. Sitä kutsutaan myös mikrofoniksi. Se on äänitasomittarin anturi. Yleisiä mikrofoneja ovat kristalli-, elektreetti-, dynaaminen ja kondensaattorimikrofonit.
Dynaaminen mikrofoni koostuu kalvosta, liikkuvasta kelasta, kestomagneetista ja muuntajasta.
Kalvo alkaa värisemään sen jälkeen, kun se on altistunut ääniaaltopaineelle, ja ajaa sen mukana asennetun liikkuvan kelan värähtelemään magneettikentässä indusoituneen virran muodostamiseksi.
Virta vaihtelee tärisevän kalvon akustisen paineen suuruuden mukaan. Mitä suurempi äänenpaine, sitä suurempi on tuotettu virta, ja mitä pienempi äänenpaine, sitä pienempi on tuotettu virta.
Kondensaattorimikrofonit koostuvat pääasiassa metallikalvoista ja metallielektrodeista lähellä toisiaan, olennaisesti litteästä kondensaattorista.
Metallikalvo ja metallielektrodit muodostavat litteän kondensaattorin kaksi levyä. Kun kalvo altistetaan äänenpaineelle, kalvo vääntyy, jolloin kahden levyn välinen etäisyys muuttuu;
Kapasitanssin lisäksi paikanmittauspiirissä muutetaan myös jännitettä, mikä toteuttaa äänenpainesignaalin muuntamisen jännitesignaaliksi.
Kondensaattorimikrofonit ovat ihanteellisia mikrofoneja akustisissa mittauksissa. Sen etuna on suuri dynaaminen alue, tasainen taajuusvaste, korkea herkkyys ja hyvä vakaus yleisissä mittausympäristöissä, joten sitä käytetään laajalti.
Koska kondensaattorimikrofonin lähtöimpedanssi on korkea, impedanssin muuntamista tarvitaan esivahvistimessa, joka asennetaan äänitasomittarin sisään lähelle sitä osaa, johon kondensaattorimikrofoni on asennettu.
2) Vahvistin
Yleensä käytetään kaksivaiheisia vahvistimia, nimittäin tulovahvistinta ja lähtövahvistinta, ja sen tehtävänä on vahvistaa heikkoja sähköisiä signaaleja.
Tulo- ja lähtövaimentimella muutetaan tulosignaalin vaimennusta ja lähtösignaalin vaimennusta siten, että mittarin pään osoitin on oikeassa asennossa.
Tulovahvistimen käyttämän vaimentimen säätöalue on mittauksen alapää ja lähtövahvistimen käyttämän vaimentimen säätöalue on erittäin sopiva mittaukseen.
Monilla äänitasomittareilla on 70 dB:n raja sekä gao-päässä että matalassa päässä.
3) Painotettu verkko
Ihmisen korvan eri herkkyyksien simuloimiseksi eri taajuuksilla äänitasomittarissa on verkko, joka voi simuloida ihmiskorvan kuulo-ominaisuuksia ja korjata sähköisen signaalin likimääräiseksi kuuloarvoksi. Tätä verkkoa kutsutaan painotusverkoksi.
Painotusverkon mittaama äänenpainetaso ei ole enää objektiivisen fyysisen suuren äänenpainetaso (eli lineaarinen äänenpainetaso), vaan äänenpainetaso kuulonkorjauksen jälkeen, jota kutsutaan painotetuksi äänitasoksi tai melutasoksi. .
