หลักการของเครื่องวัดระดับเสียงคืออะไร?
เครื่องวัดระดับเสียงเป็นเครื่องมือวัดเสียงรบกวนพื้นฐาน มันเป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ แต่แตกต่างจากเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์เชิงวัตถุเช่นโวลต์มิเตอร์
เมื่อแปลงสัญญาณเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้า สามารถจำลองลักษณะเฉพาะเวลาของความเร็วในการตอบสนองต่อคลื่นเสียงของหูมนุษย์ได้
มีลักษณะความถี่ที่มีความไวต่างกันต่อความถี่สูงและต่ำ และลักษณะความเข้มที่เปลี่ยนแปลงลักษณะความถี่ที่ความดังต่างกัน ดังนั้นเครื่องวัดระดับเสียงจึงเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบอัตนัย
หลักการทำงานของเครื่องวัดระดับเสียงคือ:
ไมโครโฟนจะแปลงเสียงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นปรีแอมป์จะเปลี่ยนอิมพีแดนซ์ให้ตรงกับไมโครโฟนและตัวลดทอนสัญญาณ แอมพลิฟายเออร์จะเพิ่มสัญญาณเอาท์พุตไปยังเครือข่ายการถ่วงน้ำหนัก และทำการถ่วงน้ำหนักความถี่บนสัญญาณ (หรือตัวกรองภายนอก)
จากนั้นสัญญาณจะถูกขยายเป็นแอมพลิจูดที่แน่นอนผ่านตัวลดทอนและแอมพลิฟายเออร์จากนั้นส่งไปยังเครื่องตรวจจับค่าที่มีประสิทธิภาพ (หรือเครื่องบันทึกระดับภายนอก) และค่าของระดับเสียงจะถูกกำหนดบนมิเตอร์ตัวบ่งชี้
1) ไมโครโฟนเป็นอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณแรงดันเสียงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า มันก็เรียกว่าไมโครโฟน เป็นเซ็นเซอร์ของเครื่องวัดระดับเสียง ไมโครโฟนทั่วไปได้แก่ คริสตัล อิเล็กเตรต มูฟวิ่งคอยล์ และคอนเดนเซอร์
ไมโครโฟนไดนามิกประกอบด้วยไดอะแฟรมแบบสั่น คอยล์แบบเคลื่อนย้ายได้ แม่เหล็กถาวร และหม้อแปลงไฟฟ้า
ไดอะแฟรมแบบสั่นเริ่มสั่นหลังจากถูกกดดันจากคลื่นเสียง และขับเคลื่อนขดลวดแบบเคลื่อนที่ได้ที่ติดตั้งไว้ด้วยให้สั่นสะเทือนในสนามแม่เหล็กเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
กระแสนี้เปลี่ยนแปลงไปตามปริมาณความดันคลื่นเสียงที่ไดอะแฟรมแบบสั่นได้รับ ยิ่งแรงดันเสียงมากเท่าไร กระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งความดันเสียงต่ำเท่าไร กระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น
ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไดอะแฟรมโลหะและอิเล็กโทรดโลหะที่มีระยะห่างใกล้เคียงกัน โดยพื้นฐานแล้วมันคือตัวเก็บประจุแบบเพลท
ไดอะแฟรมโลหะและอิเล็กโทรดโลหะประกอบเป็นสองแผ่นของตัวเก็บประจุแบบแบน เมื่อไดอะแฟรมได้รับผลกระทบจากความดันเสียง ไดอะแฟรมจะเสียรูป ทำให้ระยะห่างระหว่างแผ่นทั้งสองเปลี่ยนไป
เป็นผลให้ความจุเปลี่ยนไปและแรงดันไฟฟ้าในวงจรการวัดบิตก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ทำให้ทราบฟังก์ชั่นการแปลงสัญญาณความดันเสียงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า
ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์เป็นไมโครโฟนในอุดมคติในการวัดเสียง มีข้อดีคือช่วงไดนามิกขนาดใหญ่ การตอบสนองความถี่แบบแบน ความไวสูง และความเสถียรที่ดีในสภาพแวดล้อมการวัดทั่วไป ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย
เนื่องจากอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของไมโครโฟนคอนเดนเซอร์สูงมาก การแปลงอิมพีแดนซ์จึงจำเป็นต้องดำเนินการผ่านปรีแอมพลิฟายเออร์ ปรีแอมพลิฟายเออร์ติดตั้งอยู่ภายในเครื่องวัดระดับเสียงใกล้กับตำแหน่งที่ติดตั้งไมโครโฟนคอนเดนเซอร์
2) เครื่องขยายเสียง
โดยทั่วไป มีการใช้แอมพลิฟายเออร์สองสเตจ ได้แก่ แอมพลิฟายเออร์อินพุตและแอมพลิฟายเออร์เอาท์พุต ซึ่งมีหน้าที่ในการขยายสัญญาณไฟฟ้าอ่อน
ตัวลดทอนอินพุตและตัวลดทอนเอาต์พุตใช้เพื่อเปลี่ยนการลดทอนของสัญญาณอินพุตและการลดทอนของสัญญาณเอาต์พุต เพื่อให้ตัวชี้มิเตอร์ชี้ไปที่ตำแหน่งที่เหมาะสม
ช่วงการปรับค่าของตัวลดทอนสัญญาณที่ใช้ในเครื่องขยายสัญญาณอินพุตคือช่วงต่ำสุดของการวัด และช่วงการปรับค่าของตัวลดทอนสัญญาณที่ใช้ในเครื่องขยายสัญญาณเอาต์พุตคือช่วงสูงสุดของการวัด
เครื่องวัดระดับเสียงหลายตัวมีจุดตัดที่ 70dB สำหรับปลายสูงและต่ำ
3) เครือข่ายถ่วงน้ำหนัก
เพื่อจำลองความไวที่แตกต่างกันของการได้ยินของมนุษย์ที่ความถี่ที่แตกต่างกัน เครื่องวัดระดับเสียงจึงติดตั้งเครือข่ายที่สามารถจำลองลักษณะการได้ยินของหูของมนุษย์ และปรับเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นค่าโดยประมาณของความรู้สึกการได้ยิน เครือข่ายนี้เรียกว่าเครือข่ายถ่วงน้ำหนัก
ระดับความดันเสียงที่วัดผ่านเครือข่ายถ่วงน้ำหนักจะไม่ใช่ระดับความดันเสียงของปริมาณทางกายภาพตามวัตถุประสงค์อีกต่อไป (เรียกว่าระดับความดันเสียงเชิงเส้น) แต่เป็นระดับความดันเสียงที่ปรับเปลี่ยนตามความรู้สึกของการได้ยิน ซึ่งเรียกว่าระดับเสียงถ่วงน้ำหนักหรือระดับเสียง
