Πώς λειτουργεί ένας ηχομετρητής

Πώς λειτουργεί ένας ηχομετρητής

Ο ήχος μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα από το μικρόφωνο και η σύνθετη αντίσταση μετατρέπεται από τον προενισχυτή ώστε να ταιριάζει με το μικρόφωνο και τον εξασθενητή. Ο ενισχυτής προσθέτει το σήμα εξόδου στο δίκτυο στάθμισης, εκτελεί στάθμιση συχνότητας στο σήμα (ή στο εξωτερικό φίλτρο) και στη συνέχεια ενισχύει το σήμα σε ένα συγκεκριμένο πλάτος μέσω του εξασθενητή και του ενισχυτή και το στέλνει στον ανιχνευτή rms (ή στο εξωτερικό τροφοδοτικό ). επίπεδη συσκευή εγγραφής), η αριθμητική τιμή της στάθμης θορύβου δίνεται στην κεφαλή ένδειξης.

Μικρόφωνο

Το μικρόφωνο είναι μια συσκευή που μετατρέπει ένα σήμα ηχητικής πίεσης σε σήμα τάσης, γνωστό και ως μικρόφωνο, το οποίο είναι ο αισθητήρας ενός ηχομετρητή. Τα κοινά μικρόφωνα είναι τύπου κρυστάλλου, τύπου ηλεκτρέτ, τύπου κινούμενου πηνίου και τύπου συμπυκνωτή.

1) Το μικρόφωνο κινούμενου πηνίου αποτελείται από ένα δονούμενο διάφραγμα, ένα κινητό πηνίο, έναν μόνιμο μαγνήτη και έναν μετασχηματιστή. Το δονούμενο διάφραγμα αρχίζει να δονείται αφού υποβληθεί σε πίεση ηχητικών κυμάτων και οδηγεί το κινητό πηνίο που είναι εγκατεστημένο μαζί του να δονείται στο μαγνητικό πεδίο για να δημιουργήσει επαγόμενο ρεύμα. Το ρεύμα ποικίλλει ανάλογα με το μέγεθος της ακουστικής πίεσης στο δονούμενο διάφραγμα. Όσο μεγαλύτερη είναι η ηχητική πίεση, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα που παράγεται και όσο χαμηλότερη είναι η ηχητική πίεση, τόσο λιγότερο ρεύμα παράγεται.

2) Τα πυκνωτικά μικρόφωνα αποτελούνται κυρίως από μεταλλικά διαφράγματα και μεταλλικά ηλεκτρόδια που βρίσκονται κοντά μεταξύ τους και είναι ουσιαστικά ένας επίπεδος πυκνωτής. Το μεταλλικό διάφραγμα και τα μεταλλικά ηλεκτρόδια αποτελούν τις δύο πλάκες του επίπεδου πυκνωτή. Όταν το διάφραγμα υποβάλλεται σε ηχητική πίεση, το διάφραγμα παραμορφώνεται, γεγονός που αλλάζει την απόσταση μεταξύ των δύο πλακών, μεταβάλλοντας έτσι την χωρητικότητα. Η τάση στο κύκλωμα μέτρησης bit άλλαξε επίσης, συνειδητοποιώντας τη λειτουργία της μετατροπής του σήματος ηχητικής πίεσης σε σήμα τάσης. Τα πυκνωτικά μικρόφωνα είναι ιδανικά μικρόφωνα στην ακουστική μέτρηση. Έχουν τα πλεονεκτήματα του μεγάλου δυναμικού εύρους, της επίπεδης απόκρισης συχνότητας, της υψηλής ευαισθησίας και της καλής σταθερότητας σε γενικά περιβάλλοντα μέτρησης, επομένως χρησιμοποιούνται ευρέως. Δεδομένου ότι η σύνθετη αντίσταση εξόδου του συμπυκνωτικού μικροφώνου είναι πολύ υψηλή, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί μετασχηματισμός σύνθετης αντίστασης μέσω του προενισχυτή. Ο προενισχυτής είναι εγκατεστημένος μέσα στο ηχομετρητή κοντά στο τμήμα όπου είναι εγκατεστημένο το πυκνωτικό μικρόφωνο.

Ενισχυτής

Γενικά, χρησιμοποιούνται ενισχυτές δύο σταδίων, δηλαδή ενισχυτής εισόδου και ενισχυτής εξόδου, των οποίων η λειτουργία είναι να ενισχύει το αδύναμο ηλεκτρικό σήμα. Ο εξασθενητής εισόδου και ο εξασθενητής εξόδου χρησιμοποιούνται για την αλλαγή της εξασθένησης του σήματος εισόδου και της εξασθένησης του σήματος εξόδου, έτσι ώστε ο δείκτης της κεφαλής του μετρητή να δείχνει στην κατάλληλη θέση. Το εύρος ρύθμισης του εξασθενητή που χρησιμοποιείται από τον ενισχυτή εισόδου είναι το χαμηλό άκρο της μέτρησης και το εύρος ρύθμισης του εξασθενητή που χρησιμοποιείται από τον ενισχυτή εξόδου είναι το άκρο gao μέτρησης. Πολλοί μετρητές στάθμης ήχου έχουν όριο 70dB στα υψηλά και χαμηλά άκρα.

Σταθμισμένο Δίκτυο

Ένα δίκτυο που τροποποιεί το ηλεκτρικό σήμα σε μια κατά προσέγγιση τιμή ακοής ονομάζεται σταθμισμένο δίκτυο. Η στάθμη ηχητικής πίεσης που μετράται από το δίκτυο στάθμισης δεν είναι πλέον η στάθμη ηχητικής πίεσης της αντικειμενικής φυσικής ποσότητας (που ονομάζεται γραμμική στάθμη ηχητικής πίεσης), αλλά η στάθμη ηχητικής πίεσης διορθωμένη από την αίσθηση της ακοής, η οποία ονομάζεται σταθμισμένη στάθμη ήχου ή το επίπεδο θορύβου.

Η σταθμισμένη (ονομάζεται επίσης σταθμισμένη) παράμετρος είναι μια παράμετρος που μετριέται μετά την εκτέλεση κάποιας επεξεργασίας στάθμισης στην καμπύλη απόκρισης συχνότητας, προκειμένου να διακριθεί από τη μη σταθμισμένη παράμετρο στην κατάσταση απόκρισης επίπεδης συχνότητας. Για παράδειγμα, η αναλογία σήματος προς θόρυβο, εξ ορισμού, μετράμε το επίπεδο θορύβου (που μπορεί να είναι ισχύς, τάση ή ρεύμα) στο ονομαστικό επίπεδο σήματος. Ο λόγος του ονομαστικού επιπέδου προς το επίπεδο θορύβου είναι ο λόγος σήματος προς θόρυβο. Αν είναι τιμή ντεσιμπέλ, τότε υπολογίστε τη διαφορά μεταξύ των δύο. Αυτή είναι η μη σταθμισμένη αναλογία σήματος προς θόρυβο. Ωστόσο, επειδή το ανθρώπινο αυτί έχει διαφορετικές δυνατότητες αντίληψης του θορύβου, έχει καλή αίσθηση για την ενδιάμεση συχνότητα γύρω στα 500Hz, αλλά όχι για την υψηλή συχνότητα. Επομένως, η μη σταθμισμένη αναλογία σήματος προς θόρυβο μπορεί να μην είναι συνεπής με την υποκειμενική αντίληψη του ανθρώπινου αυτιού για το επίπεδο θορύβου. .

Πώς να ενοποιήσετε τη μετρούμενη τιμή με την υποκειμενική αίσθηση της ακοής; Υπάρχει λοιπόν ένα δίκτυο εξισορρόπησης, ή ένα δίκτυο στάθμισης, το οποίο εξασθενεί μετρίως τις υψηλές συχνότητες, έτσι ώστε οι ενδιάμεσες συχνότητες να είναι πιο εμφανείς. Αυτό το δίκτυο στάθμισης συνδέεται μεταξύ του υπό δοκιμή εξοπλισμού και του οργάνου μέτρησης, επομένως η επίδραση του θορύβου ενδιάμεσης συχνότητας του εξοπλισμού θα «ενισχύεται» από το δίκτυο. Ο μετρούμενος λόγος σήματος προς θόρυβο ονομάζεται σταθμισμένος λόγος σήματος προς θόρυβο, ο οποίος μπορεί να αντανακλά πιο αληθινά την υποκειμενική αίσθηση ακοής των ανθρώπων.

Ανάλογα με το δίκτυο στάθμισης που χρησιμοποιείται, ονομάζονται Α ηχοστάθμη, Β ηχοστάθμη και Γ ηχοστάθμη. Η στάθμη ήχου Α είναι η προσομοίωση των χαρακτηριστικών συχνότητας του ανθρώπινου αυτιού σε θόρυβο χαμηλής έντασης κάτω από 55 dB, η στάθμη ήχου Β είναι η προσομοίωση των χαρακτηριστικών συχνότητας του θορύβου μέσης έντασης από 55 dB έως 85 dB, η στάθμη ήχου με στάθμιση C είναι για την προσομοίωση των χαρακτηριστικών συχνότητας του θορύβου υψηλής έντασης. Η κύρια διαφορά μεταξύ των τριών είναι η εξασθένηση των στοιχείων υψηλής συχνότητας του θορύβου. Το A εξασθενεί περισσότερο, το B είναι το δεύτερο και το C είναι το λιγότερο.

Ωστόσο, δεδομένου ότι η καμπύλη ίσης έντασης στην οποία βασίζεται η στάθμιση Α έχει υποστεί μεγάλες αλλαγές μετά από αρκετές αναθεωρήσεις, η κατάσταση της στάθμισης Α μειώνεται σταδιακά.

Ανιχνευτής

Η λειτουργία του ανιχνευτή είναι να μετατρέπει το ταχέως μεταβαλλόμενο σήμα τάσης σε ένα πιο αργά μεταβαλλόμενο σήμα τάσης DC. Το μέγεθος αυτής της τάσης DC είναι ανάλογο με το μέγεθος του σήματος εισόδου. Ανάλογα με τις ανάγκες μέτρησης, οι ανιχνευτές χωρίζονται σε ανιχνευτές αιχμής, ανιχνευτές μέσου όρου και ανιχνευτές RMS. Ο ανιχνευτής κορυφής μπορεί να δώσει τη μέγιστη τιμή σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και ο ανιχνευτής μέσης τιμής μπορεί να μετρήσει την απόλυτη μέση τιμή του σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Ο ήχος παλμού πρέπει να μετρήσει την τιμή αιχμής του, στις περισσότερες μετρήσεις θορύβου χρησιμοποιούνται ανιχνευτές RMS.

Ο ανιχνευτής rms μπορεί να τετραγωνίσει, να μέσο όρο και να τετραγωνίσει το σήμα AC για να λάβει την τιμή rms της τάσης και τελικά να μεταδώσει το σήμα τάσης rms στον ενδεικτικό μετρητή.