ساختار و اصل کار صوت سنج ها

ساختار و اصل کار صوت سنج ها

به طور کلی از یک میکروفون، تقویت کننده، تضعیف کننده، شبکه وزن، آشکارساز، سر نشانگر و منبع تغذیه تشکیل شده است.
(1) میکروفون وسیله ای است که سیگنال های فشار صدا را به سیگنال های ولتاژ تبدیل می کند که به عنوان میکروفون یا سنسور نیز شناخته می شود. انواع رایج میکروفون ها شامل کریستال، الکترت، سیم پیچ متحرک و خازنی است.

یک سنسور سیم پیچ پویا از یک دیافراگم ارتعاشی، یک سیم پیچ متحرک، یک آهنربا و یک ترانسفورماتور تشکیل شده است. دیافراگم ارتعاشی پس از قرار گرفتن در معرض فشار صوتی، شروع به ارتعاش می کند و سیم پیچ متحرک نصب شده با آن را به ارتعاش در میدان مغناطیسی سوق می دهد و جریان القایی تولید می کند. جریان با توجه به میزان فشار صوتی که بر دیافراگم ارتعاشی وارد می‌شود، تغییر می‌کند. هرچه فشار صوت بیشتر باشد، جریان تولیدی بیشتر است. هرچه فشار صوت کمتر باشد جریان تولید شده کمتر است.
حسگرهای خازنی عمدتاً از غشاهای فلزی و الکترودهای فلزی نزدیک مجاور تشکیل شده اند که اساساً یک خازن تخت است. فیلم فلزی و الکترود فلزی دو صفحه خازن تخت را تشکیل می دهند. هنگامی که دیافراگم تحت فشار صدا قرار می گیرد، تغییر شکل می دهد و باعث تغییر در فاصله بین دو صفحه و تغییر در ظرفیت خازنی می شود و در نتیجه یک ولتاژ متناوب ایجاد می شود که شکل موج آن متناسب با سطح فشار صوت در محدوده خطی میکروفون است و به عملکرد تبدیل سیگنال های فشار صوتی به سیگنال های فشار الکتریکی دست می یابد.

میکروفون های خازنی میکروفون های ایده آلی در اندازه گیری های آکوستیک هستند که دارای مزایایی مانند محدوده دینامیکی بزرگ، پاسخ فرکانس مسطح، حساسیت بالا و پایداری خوب در محیط های اندازه گیری عمومی هستند که باعث استفاده گسترده از آنها شده است. با توجه به امپدانس خروجی بالای سنسورهای خازنی، تبدیل امپدانس از طریق یک پیش تقویت کننده مورد نیاز است که در داخل صدا سنج نزدیک محل نصب سنسور خازنی نصب می شود.

(2) بسیاری از تقویت‌کننده‌ها و تضعیف‌کننده‌های داخلی و وارداتی در حال حاضر از تقویت‌کننده‌های دو مرحله‌ای در مدارهای تقویت‌کننده استفاده می‌کنند، یعنی تقویت‌کننده‌های ورودی و تقویت‌کننده‌های خروجی، که سیگنال‌های الکتریکی ضعیف را تقویت می‌کنند. تضعیف کننده ورودی و تضعیف کننده خروجی برای تغییر تضعیف سیگنال ورودی و تضعیف سیگنال خروجی استفاده می شود به طوری که نشانگر سر کنتور به موقعیت مناسب اشاره می کند و تضعیف هر دنده 10 دسی بل است. محدوده تنظیم تضعیف کننده مورد استفاده در تقویت کننده ورودی برای اندازه گیری انتهای پایین (مانند 0-70 دسی بل) و محدوده تنظیم تضعیف کننده استفاده شده در تقویت کننده خروجی برای اندازه گیری * * (70-120 دسی بل) است. صفحه های تضعیف کننده های ورودی و خروجی اغلب در رنگ های مختلف ساخته می شوند و در حال حاضر مشکی و شفاف اغلب با هم جفت می شوند. با توجه به اینکه بسیاری از سطح سنج ها دارای حد بالا و پایین 70 دسی بل هستند، جلوگیری از تجاوز از حد مجاز در حین چرخش برای جلوگیری از آسیب رساندن به دستگاه بسیار مهم است.

(3) شبکه وزنی برای شبیه سازی حساسیت های مختلف ادراک شنوایی انسان در فرکانس های مختلف طراحی شده است. این شامل شبکه ای است که می تواند ویژگی های شنوایی گوش انسان را تقلید کند و سیگنال های الکتریکی را برای درک تقریبی شنوایی تغییر دهد. این نوع شبکه را شبکه وزن دار می نامند. سطح فشار صوت اندازه‌گیری شده از طریق یک شبکه وزن‌دار دیگر یک کمیت فیزیکی عینی از سطح فشار صوت نیست (که سطح فشار صوت خطی نامیده می‌شود)، بلکه یک سطح فشار صوت است که برای ادراک شنوایی تصحیح می‌شود که سطح صدای وزنی یا سطح نویز نامیده می‌شود.

به طور کلی سه نوع شبکه وزن دار وجود دارد: A، B، و C. A{1}}سطح صدای وزن دار، ویژگی های فرکانس صدای کم- شدت کمتر از 55 دسی بل را برای گوش انسان شبیه سازی می کند. سطح صدای B{4}}ویژگی های فرکانس نویز با شدت متوسط ​​از 55 تا 85 دسی بل را شبیه سازی می کند. C{7}}سطح صدای وزنی مشخصه شبیه سازی صدای با شدت بالا است. تفاوت بین این سه مورد در درجه تضعیف مولفه‌های{10}فرکانس پایین نویز نهفته است، با A تضعیف بیشتر، به دنبال آن B، و C میرایی کمتری را تجربه می‌کند. سطح صدای A{12}به طور گسترده در اندازه‌گیری نویز در سراسر جهان استفاده می‌شود، زیرا منحنی مشخصه آن به ویژگی‌های شنوایی گوش انسان نزدیک است، در حالی که B و C به تدریج حذف می‌شوند.