什么是技术报告声级计(声级计)6
8-5 交流输出和直流输出
8-5-1交流输出 (AC out)
传声器输出的电信号与麦克风捕捉到的气压波动(即瞬时声压)成正比。由于声音的特性,该电信号为交流电 (AC)。交流电与家用电源 100 伏交流电(交流电压,频率 50/60 赫兹)具有相同的特性,即电流方向交替变化。
如图 8-1 所示,该交流输出信号是经过频率校正电路(A、C、Z 特性)处理后的传声器信号。它主要用于与分析仪器(如 FFT 分析仪、倍频程分析仪等)配合使用,进行声音的频率分析,或与电平记录仪配合使用,记录噪声电平。
请注意,AC输出与动态特性无关,但它是受频率校正影响的信号。
(笔记)
即使显示的是频率计权声压级,声级计也具有输出无频率计权交流信号(Z特性)的功能(例如,我们的LA-1401/4400A系列声级计)。
8-5-2直流输出 (DC out)
交流输出经过检测/动态特性电路和对数计算电路,将信号转换为dB单位,然后输出与声级计的dB显示值成比例的电压信号。
在电气术语中,它是AC输出 (瞬时声压) 的有效值的对数转换 (等级值) (参见图8-1) 。
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图8-9振幅值和有效值
将振幅V A 的时间波形 (A) 通过有效值检波/动态特性电路后,如 (B) 所示,即可求出固定高度V 0 。此时获得的V 0 称为波形 (A) 的有效值,并用字符rms表示。
(A)如果的波形为正弦波,则存在以下关系:。
(B)得到的有效值V 0 rms通过对数运算电路后,得到与10 log 10 (V 0 rms) 2 成比例的电压输出DC out。
(A)如果波形的振幅 (V A) 是恒定的,则DC输出是恒定的,但是如果时间变化,则DC输出也相应地变为时间变化的DC值 (取决于时间权重) 。
【参考】 :
声级计的交流输出电压和直流输出电压因型号而异。
例如,;
交流输出:0.707 Vrms/满刻度
直流输出:2.5 V/满刻度、0.5 V/10 dB
;,则每个值具有以下含义:。
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“rms”表示有效值。
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“满量程”是声级计范围内的最大值。例如,测量范围为 30 dB 至 70 dB 的声级计其满量程为 70 dB。
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“0.707 Vrms/满量程”表示交流输出与声级计读数的比值。例如,在 50 dB 至 90 dB 的测量范围内,该关系如下:
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AC out
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|---|---|
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90 dB
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0.707 Vrms |
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84 dB
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0.707×10 (84-90)/20 = 0.354 Vrms |
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58 dB
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0.707×10 (58-90)/20 = 0.0178 Vrms |
0.707 Vrms 对应于 ±1 V 的振幅。按下声级计上的 CAL 按钮,输出的信号相当于 1 kHz 满量程上的 -6 dB。由于 -6 dB (= 20 log 1/2) 是满量程的一半,因此监测 CAL 的交流输出将显示一个 1 kHz、±0.5 V 的正弦波。
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“0.5 V / 10 dB”表示直流输出电压与声级计读数的比值。例如,在 30 dB 至 70 dB 的测量范围内,存在以下关系:
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DC out
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|---|---|
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70 dB
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2.5 V |
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64 dB
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2.2 V |
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60 dB
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2.0 V |
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30 dB
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0.5 V |
30 dB时,2.5−0.5× (70−30) ÷10=0.5 (V) 。
对于线性范围较宽的声级计,当声音极小时,输出电压可能变为负值。请注意,无论是直流输出还是交流输出,超出线性范围的数值均不准确。
交流输出信号是声音压力变化的等效信号,具有由不同频率分量合成的复杂波形。AC输出用作FFT分析仪和实时 (倍频程) 分析仪的输入信号,因为如果我们知道噪音对策的目标噪音由哪种频率成分组成,我们可以采取有效措施我会的。
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图 8-10:连接到声级计
FFT分析器和实时 (倍频) 分析器通过内部信号处理将信号转换为声压级,并在每个频率上显示所分析的声压级。
请注意,由于AC输出是未通过瞬时声压分级的信号,因此需要具有有效电平分级电路的电平记录器才能使用AC输出记录声压电平。要与常规笔记录器配合使用来记录数据,必须连接到直流输出。在FFT分析器中,要转换为有效值的时间常量 (近似地) 等同于FFT的时间窗口长度和平均时间。
8-6 显示部
显示单元根据直流输出信号,以数字方式显示声压级,并根据声级计设定的测量范围进行调整。显示方式有两种:模拟式,通过指针的移动指示声压级;数字式,以数字或数值加条形指示器的方式显示声压级。目前,数字式显示正逐渐成为主流。图 8-11 展示了我们声级计的数字显示屏示例。
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图 8-11 我们的声级计
图8-12还简要示出了音频信号转换到数字显示的状态。
数字显示以数字形式表示每1 s的级别,而条形图指示器以模拟方式表示每100 ms的级别。
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图8 -12直到数字显示的声音信号的转换状态