اصل صداسنج چیست؟

اصل صداسنج چیست؟

صدا سنج یک ابزار اصلی اندازه گیری نویز است. این یک ابزار الکترونیکی است، اما با ابزارهای الکترونیکی عینی مانند ولت متر متفاوت است.

هنگام تبدیل سیگنال های صوتی به سیگنال های الکتریکی، ویژگی های زمانی سرعت پاسخ گوش انسان به امواج صوتی را می توان شبیه سازی کرد.

مشخصه های فرکانس با حساسیت های مختلف به فرکانس های بالا و پایین و مشخصه های شدت وجود دارد که ویژگی های فرکانس را در بلندی های مختلف تغییر می دهد. بنابراین، صدا سنج یک ابزار الکترونیکی ذهنی است.

اصل کار دستگاه تراز سنج به شرح زیر است:
میکروفون صدا را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند و سپس پیش تقویت کننده امپدانس را برای مطابقت با میکروفون و تضعیف کننده تغییر می دهد. تقویت کننده سیگنال خروجی را به شبکه وزن اضافه می کند و وزن فرکانس را روی سیگنال (یا فیلتر خارجی) انجام می دهد.

سپس سیگنال از طریق تضعیف کننده و تقویت کننده تا دامنه مشخصی تقویت می شود و سپس به آشکارساز مقدار موثر (یا ضبط کننده سطح خارجی) ارسال می شود و مقدار سطح نویز بر روی نشانگر متر داده می شود.

1) میکروفون وسیله ای است که سیگنال های فشار صدا را به سیگنال های ولتاژ تبدیل می کند. به آن میکروفون نیز می گویند. این سنسور سطح سنج صدا است. میکروفون های رایج عبارتند از کریستال، الکترت، سیم پیچ متحرک و کندانسور.

میکروفون پویا از یک دیافراگم ارتعاشی، یک سیم پیچ متحرک، یک آهنربای دائمی و یک ترانسفورماتور تشکیل شده است.

دیافراگم ارتعاشی پس از قرار گرفتن در معرض فشار موج صوتی شروع به ارتعاش می کند و سیم پیچ متحرک نصب شده با آن را به ارتعاش در میدان مغناطیسی برای تولید جریان القایی سوق می دهد.

این جریان با توجه به میزان فشار موج صوتی که دیافراگم ارتعاشی تحت آن قرار می گیرد تغییر می کند. هر چه فشار صوت بیشتر باشد، جریان تولید شده بیشتر است. هرچه فشار صوت کمتر باشد جریان تولید شده کمتر می شود.

میکروفون کندانسور عمدتاً از یک دیافراگم فلزی و الکترودهای فلزی با فاصله نزدیک تشکیل شده است. این در اصل یک خازن صفحه ای است.

دیافراگم فلزی و الکترود فلزی دو صفحه خازن تخت را تشکیل می دهند. هنگامی که دیافراگم تحت تأثیر فشار صدا قرار می گیرد، دیافراگم تغییر شکل می دهد و باعث می شود فاصله بین دو صفحه تغییر کند.

در نتیجه، ظرفیت خازن تغییر می کند و ولتاژ در مدار اندازه گیری بیت نیز تغییر می کند و عملکرد تبدیل سیگنال فشار صدا به سیگنال ولتاژ را درک می کند.

میکروفون خازنی یک میکروفون ایده آل در اندازه گیری آکوستیک است. این دارای مزایای محدوده دینامیکی بزرگ، پاسخ فرکانس مسطح، حساسیت بالا و پایداری خوب در محیط های اندازه گیری عمومی است، بنابراین به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

از آنجایی که امپدانس خروجی میکروفون کندانسور بسیار بالا است، تبدیل امپدانس باید از طریق یک پیش تقویت کننده انجام شود. پیش تقویت کننده در داخل صداسنج نزدیک به محل نصب میکروفون کندانسور نصب می شود.

2) تقویت کننده
به طور کلی تقویت کننده های دو مرحله ای به نام تقویت کننده ورودی و تقویت کننده خروجی استفاده می شود که وظیفه آنها تقویت سیگنال های الکتریکی ضعیف است.

تضعیف کننده ورودی و تضعیف کننده خروجی برای تغییر تضعیف سیگنال ورودی و تضعیف سیگنال خروجی استفاده می شود تا نشانگر متر در موقعیت مناسب قرار گیرد.

محدوده تنظیم تضعیف کننده مورد استفاده در تقویت کننده ورودی پایین ترین اندازه اندازه گیری است و محدوده تنظیم تضعیف کننده استفاده شده در تقویت کننده خروجی بالاترین اندازه گیری است.

بسیاری از سطح سنج های صوتی دارای قطع 70 دسی بل برای سطوح بالا و پایین هستند.

3) شبکه وزنی
به منظور شبیه سازی حساسیت های مختلف شنوایی انسان در فرکانس های مختلف، دستگاه تراز سنج صدا مجهز به شبکه ای است که می تواند ویژگی های شنوایی گوش انسان را شبیه سازی کند و سیگنال الکتریکی را به مقدار تقریبی حس شنوایی تغییر دهد. به این شبکه، شبکه وزن دهی می گویند.

سطح فشار صوت اندازه‌گیری شده از طریق شبکه وزن‌دهی دیگر سطح فشار صوت یک کمیت فیزیکی هدف نیست (که سطح فشار صوت خطی نامیده می‌شود)، بلکه سطح فشار صوت تغییر یافته توسط حس شنوایی است که سطح صدای وزنی یا سطح نویز نامیده می‌شود.