כיצד פועל מד רמת קול?
מד רמת קול הוא מכשיר בסיסי למדידת רעש. זהו מכשיר אלקטרוני, אך הוא שונה ממכשירים אלקטרוניים אובייקטיביים כגון מדי מתח.
בעת המרת אותות אקוסטיים לאותות חשמליים, הוא יכול לדמות את מאפייני הזמן של מהירות התגובה של האוזן האנושית לגלי קול;
מאפייני התדר של רגישויות שונות לתדרים גבוהים ונמוכים ומאפייני העוצמה של שינוי מאפייני תדר בעוצמה שונה. לכן, מד רמת קול הוא מכשיר אלקטרוני סובייקטיבי.
עקרון העבודה של מד רמת הקול הוא:
המיקרופון ממיר את הצליל לאות חשמלי, והקדם-מגבר ממיר את העכבה כך שתתאים את המיקרופון למנחת. המגבר מוסיף את אות המוצא לרשת השקלול כדי לבצע שקלול תדרים על האות (או מסנן חיצוני);
לאחר מכן האות מוגבר לאמפליטודה מסוימת על ידי המחליש והמגבר, ולאחר מכן נשלח לגלאי RMS (או מקליט רמת לחץ חיצוני), וערך רמת הרעש ניתן על המחוון.
1) מיקרופון הוא מכשיר הממיר אות לחץ קול לאות מתח. זה נקרא גם מיקרופון. זהו החיישן של מד רמת הקול. המיקרופונים הנפוצים הם קריסטל, אלקטרט, דינמי וקבל.
מיקרופון דינמי מורכב מדיאפרגמה, סליל נע, מגנט קבוע ושנאי.
הסרעפת מתחילה לרטוט לאחר שהיא נתונה ללחץ גלי קול, ומניעה את הסליל הנעים המותקן איתה לרטוט בשדה המגנטי כדי ליצור זרם מושרה.
הזרם משתנה בהתאם לגודל הלחץ האקוסטי על הדיאפרגמה הרוטטת. ככל שלחץ הקול גדול יותר, הזרם שנוצר גדול יותר, וככל שלחץ הקול נמוך יותר, הזרם הנוצר קטן יותר.
מיקרופונים מעבים מורכבים בעיקר מדיאפרגמות מתכת ואלקטרודות מתכת קרובות זו לזו, בעצם קבל שטוח.
דיאפרגמת המתכת ואלקטרודות המתכת מהוות את שתי הלוחות של הקבל השטוח. כאשר הדיאפרגמה נתונה ללחץ קול, הסרעפת תתעוות, מה שיגרום לשינוי המרחק בין שתי הלוחות;
בנוסף לקיבול, המתח במעגל מדידת המיקום משתנה גם הוא, תוך מימוש ההשפעה של המרת אות לחץ הקול לאות מתח.
מיקרופונים מעבים הם מיקרופונים אידיאליים במדידות אקוסטיות. יש לו את היתרונות של טווח דינמי גדול, תגובת תדר שטוחה, רגישות גבוהה ויציבות טובה בסביבות מדידה כלליות, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב.
מאחר ועכבת המוצא של מיקרופון המעבה גבוהה, נדרשת המרת העכבה על ידי הקדם-מגבר, המותקן בתוך מד רמת הקול ליד החלק בו מותקן מיקרופון המעבה.
2) מגבר
בדרך כלל, משתמשים במגברים דו-שלביים, כלומר מגבר קלט ומגבר מוצא, ותפקידו להגביר אותות חשמליים חלשים.
מנחת הכניסה ומנחת המוצא משמשים לשינוי הנחתה של אות הקלט ואת הנחתה של אות המוצא, כך שהמצביע של ראש המונה נמצא במיקום הנכון.
טווח הכוונון של המנחת המשמש את מגבר המוצא הוא הקצה הנמוך של המדידה, וטווח ההתאמה של המנחת המשמש את מגבר המוצא מתאים מאוד למדידה.
למוני רמת קול רבים יש מגבלה של 70dB הן בקצה הגאו והן בקצה הנמוך.
3) רשת משוקללת
על מנת לדמות את הרגישויות השונות של האוזן האנושית בתדרים שונים, קיימת במד רמת הקול רשת שיכולה לדמות את מאפייני השמיעה של האוזן האנושית ולתקן את האות החשמלי לערך משוער של שמיעה. רשת זו נקראת רשת שקלול.
רמת לחץ הקול הנמדדת על ידי רשת הניפוח אינה עוד רמת לחץ הקול של הכמות הפיזית האובייקטיבית (הנקראת רמת לחץ הקול הליניארית), אלא רמת לחץ הקול לאחר תיקון שמיעה, הנקראת רמת הקול המשוקללת או רמת הרעש. .
