เครื่องวัดระดับเสียงทำงานอย่างไร
เสียงจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยไมโครโฟน และอิมพีแดนซ์จะถูกเปลี่ยนโดยพรีแอมพลิฟายเออร์เพื่อให้ตรงกับไมโครโฟนและตัวลดเสียง แอมพลิฟายเออร์เพิ่มสัญญาณเอาท์พุตไปยังเครือข่ายการถ่วงน้ำหนัก ดำเนินการถ่วงน้ำหนักความถี่บนสัญญาณ (หรือตัวกรองภายนอก) จากนั้นขยายสัญญาณเป็นแอมพลิจูดที่แน่นอนผ่านตัวลดทอนและแอมพลิฟายเออร์ และส่งไปยังตัวตรวจจับ rms (หรือแหล่งจ่ายไฟภายนอก ). เครื่องบันทึกแบบแบน) ค่าตัวเลขของระดับเสียงรบกวนจะแสดงไว้ที่หัวตัวบ่งชี้
ไมโครโฟน
ไมโครโฟนเป็นอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณแรงดันเสียงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า หรือที่เรียกว่าไมโครโฟน ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์ของเครื่องวัดระดับเสียง ไมโครโฟนทั่วไป ได้แก่ ชนิดคริสตัล ชนิดอิเล็กเตรต ชนิดมูฟวิ่งคอยล์ และชนิดคอนเดนเซอร์
1) ไมโครโฟนคอยล์เคลื่อนที่ประกอบด้วยไดอะแฟรมแบบสั่น ขดลวดเคลื่อนที่ได้ แม่เหล็กถาวร และหม้อแปลงไฟฟ้า ไดอะแฟรมแบบสั่นจะเริ่มสั่นหลังจากได้รับแรงดันคลื่นเสียง และขับเคลื่อนขดลวดเคลื่อนที่ที่ติดตั้งไว้พร้อมกันให้สั่นสะเทือนในสนามแม่เหล็กเพื่อสร้างกระแสเหนี่ยวนำ กระแสจะแปรผันตามขนาดของแรงดันอะคูสติกบนไดอะแฟรมที่สั่น ยิ่งแรงดันเสียงมาก กระแสยิ่งสร้างมาก และยิ่งแรงดันเสียงต่ำ กระแสยิ่งสร้างน้อยลง
2) ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไดอะแฟรมโลหะและอิเล็กโทรดโลหะที่อยู่ใกล้กัน และโดยพื้นฐานแล้วเป็นตัวเก็บประจุแบบแบน ไดอะแฟรมโลหะและอิเล็กโทรดโลหะประกอบด้วยแผ่นสองแผ่นของตัวเก็บประจุแบบแบน เมื่อไดอะแฟรมอยู่ภายใต้แรงดันเสียง ไดอะแฟรมจะผิดรูป ซึ่งจะเปลี่ยนระยะห่างระหว่างเพลตทั้งสอง ซึ่งจะทำให้ความจุเปลี่ยนไป แรงดันไฟฟ้าในวงจรการวัดบิตก็เปลี่ยนไปเช่นกัน โดยตระหนักถึงการทำงานของการแปลงสัญญาณแรงดันเสียงเป็นสัญญาณแรงดัน ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์เป็นไมโครโฟนที่เหมาะสำหรับการวัดเสียง มีข้อได้เปรียบของช่วงไดนามิกขนาดใหญ่ การตอบสนองความถี่คงที่ ความไวสูง และความเสถียรที่ดีในสภาพแวดล้อมการวัดทั่วไป ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของไมโครโฟนคอนเดนเซอร์สูงมาก จึงจำเป็นต้องแปลงอิมพีแดนซ์ผ่านพรีแอมพลิฟายเออร์ ปรีแอมพลิฟายเออร์ติดตั้งอยู่ภายในเครื่องวัดระดับเสียงใกล้กับส่วนที่ติดตั้งไมโครโฟนคอนเดนเซอร์
เครื่องขยายเสียง
โดยทั่วไปแล้ว แอมพลิฟายเออร์แบบสองขั้นตอนจะถูกใช้ ได้แก่ แอมพลิฟายเออร์อินพุตและแอมพลิฟายเออร์เอาต์พุต ซึ่งมีหน้าที่ขยายสัญญาณไฟฟ้าที่อ่อน ตัวลดทอนอินพุตและตัวลดทอนเอาต์พุตใช้เพื่อเปลี่ยนการลดทอนของสัญญาณอินพุตและการลดทอนของสัญญาณเอาต์พุต เพื่อให้ตัวชี้ของหัวมิเตอร์ชี้ไปยังตำแหน่งที่เหมาะสม ช่วงการปรับของตัวลดเสียงที่ใช้โดยเครื่องขยายสัญญาณอินพุตคือค่าต่ำสุดของการวัด และช่วงการปรับของตัวลดเสียงที่ใช้โดยเครื่องขยายสัญญาณเอาต์พุตคือค่าต่ำสุดของการวัด เครื่องวัดระดับเสียงจำนวนมากมีขีดจำกัดเสียงสูงและเสียงต่ำที่ 70dB
เครือข่ายถ่วงน้ำหนัก
เครือข่ายที่ปรับเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าเป็นค่าการได้ยินโดยประมาณเรียกว่าเครือข่ายถ่วงน้ำหนัก ระดับความดันเสียงที่วัดโดยเครือข่ายถ่วงน้ำหนักไม่ใช่ระดับความดันเสียงของปริมาณทางกายภาพตามวัตถุประสงค์อีกต่อไป (เรียกว่าระดับความดันเสียงเชิงเส้น) แต่เป็นระดับความดันเสียงที่แก้ไขโดยประสาทสัมผัสของการได้ยิน ซึ่งเรียกว่าระดับเสียงถ่วงน้ำหนักหรือ ระดับเสียง
พารามิเตอร์ถ่วงน้ำหนัก (เรียกอีกอย่างว่าถ่วงน้ำหนัก) เป็นพารามิเตอร์ที่วัดได้หลังจากการประมวลผลการถ่วงน้ำหนักบางอย่างดำเนินการบนเส้นโค้งการตอบสนองความถี่ เพื่อแยกความแตกต่างจากพารามิเตอร์ที่ไม่ได้ถ่วงน้ำหนักในสถานะของการตอบสนองความถี่คงที่ ตัวอย่างเช่น อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน ตามคำนิยาม เราวัดระดับสัญญาณรบกวน (ซึ่งอาจเป็นพลังงาน แรงดัน หรือกระแสไฟฟ้า) ที่ระดับสัญญาณที่กำหนด อัตราส่วนของระดับที่กำหนดต่อระดับเสียงรบกวนคืออัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน หากเป็นค่าเดซิเบล ให้คำนวณความแตกต่างระหว่างทั้งสอง นี่คืออัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่ไม่ได้ถ่วงน้ำหนัก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากหูของมนุษย์มีความสามารถในการรับรู้เสียงที่แตกต่างกัน จึงรู้สึกดีสำหรับความถี่ระดับกลางประมาณ 500Hz แต่ไม่ใช่สำหรับความถี่สูง ดังนั้นอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่ไม่ได้ถ่วงน้ำหนักอาจไม่สอดคล้องกับการรับรู้ระดับเสียงรบกวนของหูมนุษย์ .
จะรวมค่าที่วัดได้เข้ากับความรู้สึกส่วนตัวของการได้ยินได้อย่างไร ดังนั้นจึงมีเครือข่ายอีควอไลเซชันหรือเครือข่ายถ่วงน้ำหนัก ซึ่งลดทอนความถี่สูงในระดับปานกลาง เพื่อให้ความถี่ระดับกลางมีความโดดเด่นมากขึ้น เครือข่ายการถ่วงน้ำหนักนี้เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ที่ทดสอบกับเครื่องมือวัด ดังนั้น เครือข่ายจะ "ขยาย" อิทธิพลของสัญญาณรบกวนความถี่กลางของอุปกรณ์ อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่วัดได้เรียกว่าอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนแบบถ่วงน้ำหนัก ซึ่งสามารถสะท้อนความรู้สึกส่วนตัวในการได้ยินของผู้คนได้อย่างแท้จริง
ระดับเสียง A, ระดับเสียง B และระดับเสียง C ขึ้นอยู่กับเครือข่ายการถ่วงน้ำหนักที่ใช้ ระดับเสียงถ่วงน้ำหนัก A คือการจำลองลักษณะความถี่ของเสียงที่มีความเข้มต่ำของหูมนุษย์ให้ต่ำกว่า 55dB ระดับเสียงถ่วงน้ำหนัก B คือการจำลองลักษณะความถี่ของเสียงที่มีความเข้มปานกลางตั้งแต่ 55dB ถึง 85dB ระดับเสียงถ่วงน้ำหนัก C คือ เพื่อจำลองลักษณะความถี่ของสัญญาณรบกวนที่มีความเข้มสูง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทั้งสามคือการลดทอนของส่วนประกอบความถี่สูงของสัญญาณรบกวน A ลดทอนมากที่สุด B เป็นที่สอง และ C เป็นน้อยที่สุด
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเส้นโค้งความดังเท่ากันซึ่งใช้การถ่วงน้ำหนัก A นั้นมีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่หลังจากการแก้ไขหลายครั้ง สถานะของการถ่วงน้ำหนัก A จึงค่อยๆ ลดลง
เครื่องตรวจจับ
ฟังก์ชั่นของเครื่องตรวจจับคือการแปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วให้เป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่เปลี่ยนแปลงช้าลง ขนาดของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงนี้เป็นสัดส่วนกับขนาดของสัญญาณอินพุต ตามความต้องการของการวัด ตัวตรวจจับจะแบ่งออกเป็นตัวตรวจจับสูงสุด ตัวตรวจจับค่าเฉลี่ย และตัวตรวจจับ RMS ตัวตรวจจับค่าสูงสุดสามารถให้ค่าสูงสุดในช่วงเวลาหนึ่ง และตัวตรวจจับค่าเฉลี่ยสามารถวัดค่าเฉลี่ยสัมบูรณ์ในช่วงเวลาหนึ่งๆ เสียงพัลส์จำเป็นต้องวัดค่าสูงสุด ในการวัดเสียงส่วนใหญ่ จะใช้เครื่องตรวจจับ RMS
เครื่องตรวจจับ rms สามารถยกกำลังสอง เฉลี่ย และยกกำลังสองของสัญญาณ AC เพื่อให้ได้ค่า rms ของแรงดันไฟฟ้า และสุดท้ายส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้า rms ไปยังมิเตอร์บ่งชี้
