「電路分享」分貝計電路

最好的人類耳朵能捕捉到20赫茲到20千赫的聲音。這些限制是已知的最廣泛的。正常情況下，正常范圍從100Hz到13KHz，這取決于個人的年齡和健康狀況。我們?yōu)槲覀兊臏y量和有一個良好的精度，我們將得到20赫茲到20千赫的限制。要聽到的聲音不一定只在音頻范圍內(nèi)，它必須在相應(yīng)的頻率上具有適當?shù)囊袅?。為了使這兩種聲音在我們的耳朵里具有相同的強度，我們實際上必須在耳鼓上練習非常不同的壓力，對于100Hz，我們需要更大的壓力來“聽”相同強度的聲音，與1KHz的聲音相比。這是因為我們的耳朵在不同的頻率下有不同的靈敏度。

最高靈敏度在500Hz和5KHz之間。所有這些都清楚地顯示在下圖中。

下面的虛線表示聽力極限。聽不到低于此級別的聲音。從圖中我們可以看到1000Hz時的聽力極限是0dB，而50Hz時是40dB。圖中的曲線是由聲壓級形成的，這些聲壓級給我們的耳朵在不同頻率下具有相同的強度（等音速）。圖表頂部的曲線也被稱為“痛閾”，這并不意味著下面的所有聲音都是無害的。如果我們長時間暴露在噪音中（例如，30分鐘100分貝），我們的聽力損失也會低得多。這種曲線的唯一特征是我們在這些程度上確實有疼痛感，聽力損失可能在很短的時間內(nèi)發(fā)生。

下圖顯示了一些dBA聲音的級別。DBA是一個相對大小，它取決于ear特性。

因此，100Hz時的“真實”60dB應(yīng)與1KHz時的50dB聲強相同。構(gòu)造與這些特性進行比較的電路并不容易。然而，根據(jù)國際標準，這種精度是不必要的，下一個補償圖的曲線就足夠了。

這條曲線被稱為曲線A。要測量dBA聲音，我們無需通過連接微型過濾器和特征曲線A來實現(xiàn)。

為了測量聲音，我們首先需要一個功能簡單的好麥克風。一個容量大的麥克風是理想的。麥克風跟隨前置放大器。在前置放大器和放大器之間放置一個特性曲線A的濾波器，濾波器的輸出與放大器相連，放大器與電橋和電阻一起構(gòu)成一個以分貝為單位的交流電測量電路。

儀器面積從50dB到110dB。較低的層次沒有高層次的有趣。

作為入口處的麥克風，可以安裝飛利浦LBC1055/00。這種話筒容量大，不需要高工作電壓。它有一個內(nèi)置的FET放大器，其特性在100Hz到14KHz之間是線性的，它還有一個優(yōu)點是高達134dB不過載。

麥克風的FET通過R8和C3由正電壓供電。麥克風信號由T1和T2放大。放大倍數(shù)約為20倍，取決于R7與R3的比值。放大器的輸入阻抗取決于R1，R1與放大一起，已經(jīng)針對這種類型的麥克風進行了計算。如果使用其他類型，則必須進行一些更改。

信號通過T3，T3的****連接到由R10、R11、R12和C5、C6、C7組成的濾波器A。此過濾器提供了曲線的良好近似值。最后一步是1mA動圈儀表的標準測量電路。IC1電橋和反饋電阻是一個非常好的交流電壓表電路。二極管D1用于保護其免受大電流的影響。

使用開關(guān)S1選擇測量范圍。分壓器R14-R18上的電壓與流經(jīng)儀器的電流成比例。也就是說，如果反饋來自分頻器的底部，這對應(yīng)于低輸入電壓，因此也對應(yīng)于低標度。

作為一個動圈儀器，我們使用一個1mA的高振動阻尼。我們可以使用更靈敏的儀器，只要我們有一個電阻，同時它消耗1mA。要打印比例尺，我們可以使用下圖。

PCB設(shè)計顯示了幾乎所有材料都放置在其上的印刷電路板。

電路中有兩個設(shè)置。一個用P1補償IC1的輸入電壓，另一個用P2校準儀器。第一個設(shè)置是調(diào)零，這意味著如果輸入端沒有信號，儀表顯示必須為零。步驟如下：斷開麥克風，因為有損壞的風險，然后將R1短路并將S1開關(guān)轉(zhuǎn)到最敏感區(qū)域（70dB）。通過取中心P2，我們設(shè)置P1，使儀器顯示0。

校準儀器的最佳方法是使用標準聲源，或用另一個高精度聲壓計進行校準。然而，由于這類儀器的稀缺性，我們將在這里介紹另一種校準方法，該方法雖不如以前的方法好，但精度相當高。

麥克風制造商總是給出一個參考水平。對于LBC1055/00，可根據(jù)制造商的數(shù)據(jù)計算得出，對于110dB，輸出將為40mV有功值（RMS）。該電壓通過使用輔助設(shè)備施加到電路的輸入上，如下圖所示，以更精確地進行。

此設(shè)備將連接到R1，而麥克風將斷開連接。如果發(fā)電機在1KHz時為4.04V，則裝置輸出的參考電平為40mV。當開關(guān)S1處于110dB刻度時，我們設(shè)置P2，以便儀器顯示0dB。電路的電源是由電池供電的，因為耗電量太小，而且來自電網(wǎng)的電源會使儀器非常困難。

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

電容器：
C1, C2 = 2μF2 / 16V
C3, C4 = 47μF / 16V
C5, C6 = 47nF
C7 = 3n3

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

其他：
駐極體LBC1055/00飛利浦話筒或類似產(chǎn)品

M=1mA可動線圈

S1=五位單極開關(guān)

S2=雙極開關(guān)