
声级计是一种用于测量声音强弱的电子仪器,主要由传声器、前置放大器、衰减器、计权放大器、有效值检波器、A/D转换器、CPU、数字指示器、电源等部分构成。其工作原理及构成部分的详细说明如下:
构成部分
- 传声器:也称之为话筒,是声级计的传感器,用来把声信号转换成电信号。在声级计中一般使用测试电容传声器,它具有性能稳定、动态范围宽、频响平直、体积小等特点。
- 前置放大器:主要作用是进行阻抗变换,使传声器与衰减器匹配。由于电容传声器电容量很小,内阻很高,而后级衰减器和放大器输入阻抗不是太高,因此中间需要加前置放大器进行阻抗变换。
- 衰减器:将大的信号衰减,以提高测量范围。
- 计权放大器:将微弱信号放大,并按要求进行频率计权(频率滤波)。
- 有效值检波器:将交流信号检波整流成直流信号,直流信号大小与交流信号有效值成比例。检波器要有一定的时间计权特性,在指数时间计权声级测量中,“F”特性时间常数为0.125秒,“S”特性时间常数为1秒。
- A/D转换器:将模拟信号变换成数字信号,以便进行数字指示或送CPU进行计算、处理。
- CPU:即微处理器(单片机),对测量值进行计算、处理。
- 数字指示器:以数字形式直接指示被测声级的分贝数,读数更加直观。
- 电源:一般是DC/DC,将供电电源(电池)进行电压变换及稳压后,供给各部分电路工作。
此外,部分声级计还配备了打印机(用于打印测量结果,通常使用微型打印机)、滤波器(用于外接以实现频谱分析功能)、接口(如RS232、USB等,用于连接到计算机)等附加组件,以及用于声校准的声校准器。
工作原理
声级计的工作原理是:传声器接受声音的声压,将其转换成电信号。该电信号经过前置放大器进行阻抗变换后,送到输入衰减器。再由输入放大器进行定量放大,放大后的信号由计权网络进行计权(模拟人耳对不同频率声音的听觉响应)。在计权网络处可外接滤波器,以进行频谱分析。输出的信号由输出衰减器衰减到额定值,再送到输出放大器放大,使信号达到相应的输出功率。然后,输出信号经有效值检波器检波后输出有效值电压,推动电表或数字显示器,显示所测的声压级。
综上所述,声级计通过其精密的构成部分和复杂的工作原理,能够实现对声音强弱的准确测量。
