Hoe een geluidsniveaumeter werkt
Het geluid wordt door de microfoon omgezet in een elektrisch signaal en de impedantie wordt door de voorversterker getransformeerd om overeen te komen met de microfoon en de verzwakker. De versterker voegt het uitgangssignaal toe aan het weegnetwerk, voert frequentieweging uit op het signaal (of externe filter) en versterkt het signaal vervolgens tot een bepaalde amplitude via de verzwakker en versterker, en stuurt het naar de rms-detector (of externe voeding ). platte recorder), wordt de numerieke waarde van het geluidsniveau weergegeven op de indicatorkop.
Microfoon
Een microfoon is een apparaat dat een geluidsdruksignaal omzet in een spanningssignaal, ook wel microfoon genoemd, de sensor van een geluidsniveaumeter. Gangbare microfoons zijn van het kristaltype, het electrettype, het type met bewegende spoel en het condensatortype.
1) De microfoon met bewegende spoel is samengesteld uit een trillend membraan, een beweegbare spoel, een permanente magneet en een transformator. Het trillende diafragma begint te trillen nadat het is onderworpen aan geluidsgolfdruk en drijft de beweegbare spoel aan om in het magnetische veld te trillen om geïnduceerde stroom te genereren. De stroom varieert afhankelijk van de grootte van de akoestische druk op het trillende membraan. Hoe groter de geluidsdruk, hoe groter de opgewekte stroom, en hoe lager de geluidsdruk, hoe minder stroom.
2) Condensatormicrofoons zijn voornamelijk samengesteld uit metalen diafragma's en metalen elektroden die dicht bij elkaar liggen, en zijn in wezen een platte condensator. Het metalen diafragma en de metalen elektroden vormen de twee platen van de platte condensator. Wanneer het membraan wordt blootgesteld aan geluidsdruk, wordt het membraan vervormd, waardoor de afstand tussen de twee platen verandert, waardoor de capaciteit verandert. De spanning in het bitmeetcircuit veranderde ook, waardoor de functie van het omzetten van het geluidsdruksignaal in een spanningssignaal werd gerealiseerd. Condensatormicrofoons zijn ideale microfoons voor akoestische metingen. Ze hebben de voordelen van een groot dynamisch bereik, een vlakke frequentierespons, een hoge gevoeligheid en een goede stabiliteit in algemene meetomgevingen, dus ze worden veel gebruikt. Aangezien de uitgangsimpedantie van de condensatormicrofoon erg hoog is, is het noodzakelijk om een impedantietransformatie uit te voeren via de voorversterker. De voorversterker wordt in de geluidsniveaumeter geïnstalleerd in de buurt van het gedeelte waar de condensatormicrofoon is geïnstalleerd.
Versterker
Over het algemeen worden tweetrapsversterkers gebruikt, namelijk een ingangsversterker en een uitgangsversterker, die als functie hebben het zwakke elektrische signaal te versterken. De ingangsverzwakker en de uitgangsverzwakker worden gebruikt om de verzwakking van het ingangssignaal en de verzwakking van het uitgangssignaal te veranderen, zodat de wijzer van de meterkop naar de juiste positie wijst. Het instelbereik van de verzwakker die door de ingangsversterker wordt gebruikt, is het lage meetbereik en het instelbereik van de verzwakker die door de uitgangsversterker wordt gebruikt, is het meetbereik. Veel geluidsniveaumeters hebben een limiet van 70 dB aan de hoge en lage kant.
Gewogen netwerk
Een netwerk dat het elektrische signaal wijzigt tot een geschatte gehoorwaarde, wordt een gewogen netwerk genoemd. Het door het weegnet gemeten geluidsdrukniveau is niet langer het geluidsdrukniveau van de objectieve fysische grootheid (het lineaire geluidsdrukniveau genoemd), maar het door het gehoor gecorrigeerde geluidsdrukniveau, het gewogen geluidsniveau of het geluidsniveau.
De gewogen (ook wel gewogen) parameter is een parameter die wordt gemeten nadat enige wegingsbewerking is uitgevoerd op de frequentieresponscurve, om deze te onderscheiden van de ongewogen parameter in de toestand van vlakke frequentierespons. De signaal-ruisverhouding, bijvoorbeeld, meten we per definitie het ruisniveau (dat kan vermogen, spanning of stroom zijn) op het nominale signaalniveau. De verhouding tussen het nominale niveau en het ruisniveau is de signaal-ruisverhouding. Als het decibelwaarde is, bereken dan het verschil tussen de twee. Dit is de ongewogen signaal-ruisverhouding. Omdat het menselijk oor echter een ander waarnemingsvermogen van ruis heeft, voelt het goed voor de middenfrequentie rond de 500 Hz, maar niet voor de hoge frequentie. Daarom is de ongewogen signaal-ruisverhouding mogelijk niet consistent met de subjectieve perceptie van het menselijk oor van het ruisniveau. .
Hoe de gemeten waarde te verenigen met het subjectieve gehoor? Er is dus een egalisatienetwerk, of een weegnetwerk, dat de hoge frequenties matig verzwakt, zodat de middenfrequenties meer op de voorgrond treden. Dit weegnetwerk wordt aangesloten tussen de te testen apparatuur en het meetinstrument, zodat de invloed van de middenfrequente ruis van de apparatuur door het netwerk wordt "versterkt". De gemeten signaal-ruisverhouding wordt de gewogen signaal-ruisverhouding genoemd, die het subjectieve gehoor van mensen beter kan weerspiegelen.
Afhankelijk van het gebruikte weegnetwerk worden ze A-geluidsniveau, B-geluidsniveau en C-geluidsniveau genoemd. A-gewogen geluidsniveau is om de frequentiekarakteristieken van het menselijk oor te simuleren voor ruis met lage intensiteit onder 55dB, B-gewogen geluidsniveau is om de frequentiekarakteristieken van ruis met gemiddelde intensiteit van 55dB tot 85dB te simuleren, C-gewogen geluidsniveau is om de frequentiekarakteristieken van ruis met hoge intensiteit te simuleren. Het belangrijkste verschil tussen de drie is de verzwakking van de hoogfrequente componenten van de ruis. A verzwakt het meest, B is het tweede en C het minst.
Aangezien de equal-loudness-curve waarop de A-weging is gebaseerd echter na verschillende herzieningen grote veranderingen heeft ondergaan, gaat de status van de A-weging geleidelijk achteruit.
Detector
De functie van de detector is om het snel veranderende spanningssignaal om te zetten in een langzamer veranderend gelijkspanningssignaal. De grootte van deze gelijkspanning is evenredig met de grootte van het ingangssignaal. Volgens de meetbehoeften zijn de detectoren onderverdeeld in piekdetectoren, gemiddelde detectoren en RMS-detectoren. De piekdetector kan de maximale waarde in een bepaald tijdsinterval geven en de gemiddelde waardedetector kan zijn absolute gemiddelde waarde in een bepaald tijdsinterval meten. Pulsgeluid moet zijn piekwaarde meten, bij de meeste geluidsmetingen worden RMS-detectoren gebruikt.
De rms-detector kan het AC-signaal kwadrateren, middelen en kwadrateren om de rms-waarde van de spanning te verkrijgen en uiteindelijk het rms-spanningssignaal naar de indicatiemeter sturen.
