Аналоговое звуковое сопровождения для dB-Meter

Лучшее человеческое ухо может захватывать звуки от 20 Гц до 20 кГц. Известно, что эти пределы являются самыми широкими, которые могут существовать. Обычно нормальные пределы варьируются от 100 Гц до примерно 13 кГц и зависят от возраста и здоровья человека. Для наших измерений и хорошей точности мы получим пределы от 20 Гц до 20 кГц. Звук, который нужно услышать, не обязательно должен быть только в диапазоне звуковых частот, он должен иметь соответствующий том на соответствующей частоте. Для того, чтобы оба звука имели такую ​​же интенсивность в нашем ухе, мы должны фактически практиковать очень разные давления на барабан для уха. Для 100 Гц нам нужно гораздо больше давления, чтобы «слушать» звук с той же интенсивностью, сравнивая его к звуку 1 кГц. Это связано с тем, что наше ухо имеет разную чувствительность на разных частотах.

Самая высокая чувствительность - от 500 Гц до 5 кГц. Все это ясно показано на следующем рисунке.

Нижняя пунктирная линия показывает пределы слуха. Звуки ниже этого уровня не слышны. Из рисунка видно, что пределы слышимости при 1000 Гц составляют 0 дБ, а при 50 Гц - 40 дБ. Кривые диаграммы формируются уровнями звукового давления, которые дают нашим ушам впечатление одинаковой интенсивности на разных частотах (изотонический). Кривая в верхней части диаграммы также называется «порогами боли». Это не означает, что все звуки ниже него безвредны. Потеря слуха также может быть значительно ниже, если мы подвергаемся воздействию шума в течение длительного времени (например, 100 дБ в течение 30 минут). Единственное, что характеризует эту кривую, это то, что у нас действительно есть чувство боли на этих уровнях, и потеря слуха может произойти за очень короткий промежуток времени. На следующем рисунке показаны уровни некоторых звуков dBA. DBA - относительный размер, который зависит от особенностей уха.

Таким образом, «реальный» 60 дБ на частоте 100 Гц должен обеспечивать ту же самую интенсивность звука, что и 50 дБ на частоте 1 кГц. Построение схем для сравнения с такими функциями совсем нелегко. Однако, согласно международным стандартам, такая точность не нужна, и кривой следующего графика компенсации достаточно.

Эта кривая известна по названию кривой A. Для измерения звука dBA нам больше нечего делать, подключая микрофильтр с характеристической кривой A. Чтобы измерить звук, нам нужен прежде всего хороший микрофон с простой функцией. Идеальным был бы микрофон с емкостью. Микрофон следует предусилителю. Между предусилителем и усилителем мы помещаем фильтр с характеристической кривой A. Выход фильтра подключается к усилителю, который вместе с мостом и резисторами является измерительной цепью переменного тока с показанием в дБ. Площадь инструмента составляет от 50 дБ до 110 дБ. Более низкие уровни не так интересны, как более высокие.В качестве микрофона у входа можно установить Philips LBC1055 / 00. Этот тип представляет собой микрофон с емкостью, который не требует высокого рабочего напряжения. Он имеет встроенный усилитель с полевым транзистором и его характеристика линейна от 100 Гц до 14 кГц, а также имеет то преимущество, что до 134 дБ не перегружается. FET микрофона питается положительным напряжением через R8 и C3. Сигнал микрофона усиливается T1 и T2. Амплификация составляет около 20 раз и зависит от отношения R7 к R3. Входной импеданс усилителя зависит от R1, который, наряду с усилением, был рассчитан для этого типа микрофона. Если используется другой тип, необходимо внести некоторые изменения. Сигнал проходит через Т3, эмиттер которого соединен с фильтром А, состоящим из R10, R11, R12 и C5, C6, C7. Этот фильтр дает хорошее приближение кривой. Заключительным этапом является стандартная измерительная схема для приборов с вращающейся катушкой мощностью 1 мА. Мост IC1 и резисторы обратной связи - очень хорошая цепь вольтметра переменного тока. Диод D1 используется для защиты от больших токов. Диапазон измерения выбирается с помощью переключателя S1. Напряжение на делителе R14-R18 пропорционально току, протекающему через прибор. То есть, если обратная связь берется из нижней части делителя, это соответствует низкому входному напряжению, а следовательно, и низкому масштабу. В качестве инструмента с подвижной катушкой мы используем одно демпфирование вибрации на 1 мА.Мы можем использовать более чувствительный инструмент, если у нас есть сопротивление в то же время, когда он потребляет 1 мА в полном объеме. Чтобы напечатать масштаб, мы можем использовать следующий рисунок.

Конструкция печатной платы показывает печатную плату, на которой размещены почти все материалы.

Регулировочная схема

В схеме есть две настройки. Один с P1 для компенсации входного напряжения IC1 для смещения, а другой для P2 для калибровки прибора. Первая настройка - это обнуление, которое означает, что если на входе нет сигнала, дисплей прибора должен быть равен нулю. Процедура такова: Отключите микрофон, потому что есть риск повреждения, затем короткое замыкание R1 и поверните переключатель S1 в наиболее чувствительную область (70 дБ). Выбирая центр P2 в центре, мы устанавливаем P1 так, чтобы инструмент показывал 0. Лучший способ калибровки прибора - использовать стандартный источник звука или калибровать его с помощью другого высокоточного звукового манометра. Однако, поскольку таких инструментов недостаточно, мы опишем здесь еще один метод калибровки, который не так хорош, как предыдущий, но дает нам довольно хорошую точность. Производители микрофонов всегда дают контрольный уровень. Для LBC1055 / 00 его можно рассчитать по данным производителя, что для 110 дБ выход будет активным значением 40 мВ (RMS).Это напряжение подается на вход схемы с помощью вспомогательного устройства, как на следующем рисунке, для более точного определения.

Это устройство будет подключено к R1, пока микрофон будет отключен. Если генератор находится на частоте 4,04 В на частоте 1 кГц, выход устройства будет иметь опорный уровень 40 мВ. С переключателем S1 в шкале 110 дБ мы устанавливаем P2 так, чтобы прибор показывал 0 дБ. Источник питания схемы был выбран батареями, поскольку потребление слишком мало и потому, что источник питания из сетки затруднит работу инструмента.

Список компонентов

Сопротивл: 
R1 = 2k2 
R2 = 10k 
R3 = 47 Ом 
R4, R11 = 6k8 
R5, R6 = 39k 
R7 = 1k2 
RB = 8k2 
R9 = 470 Ом 
R10, R14 = 680 Ом 
R12, R13 = 100k 
R15 = 220 Ом 
R16 = 68 Ом 
R17 = 22 Ом 
R18 = 10 Ом 
R19 = 330 Ом 
P1 = 10k регулируется 
P2 = 5k регулируется

Конденсаторы: 
C1, C2 = 2 мкФ2 / 16 В 
C3, C4 = 47 мкФ / 16 В 
C5, C6 = 47nF 
C7 = 3n3

Полупроводники: 
T1 = BC549C 
T2 = BC559C 
T3 = BC547B 
D1-D5 = 1N4148 
IC1 = 741

Другие: 
Electret LBC1055 / 00 Микрофон Philips или аналогичный 
M = 1 мА подвижная катушка 
S1 = монополярный переключатель пяти позиций 
S2 = биполярный переключатель