כיצד פועל מד רמת קול?
מד רמת הקול הוא מכשיר בסיסי למדידת רעש. זהו מכשיר אלקטרוני, אך הוא שונה ממכשירים אלקטרוניים אובייקטיביים כמו מדי מתח.
בעת המרת האות האקוסטי לאות חשמלי, הוא יכול לדמות את מאפייני הזמן של מהירות התגובה של האוזן האנושית לגל הקול;
מאפיין תדר בעל רגישות שונה לתדרים גבוהים ונמוכים ומאפיין עוצמה המשנה את מאפיין התדר בעוצמה שונה. לכן, מד רמת הקול הוא מכשיר אלקטרוני סובייקטיבי.
עקרון העבודה של מד רמת הקול הוא:
הצליל מומר לאות חשמלי על ידי המיקרופון, ואז העכבה עוברת טרנספורמציה על ידי הקדם מגבר כדי להתאים את המיקרופון למנחת. המגבר מוסיף את אות המוצא לרשת השקלול, ומבצע שקלול תדרים על האות (או מסנן חיצוני);
לאחר מכן האות מוגבר לאמפליטודה מסוימת דרך המחליש והמגבר, נשלח לגלאי הערך האפקטיבי (או מקליט רמת העיתונות החיצוני), וערך רמת הרעש ניתן על מד המחוון.
1) מיקרופון הוא מכשיר הממיר אות לחץ קול לאות מתח, המכונה גם מיקרופון, שהוא חיישן של מד רמת קול. המיקרופונים הנפוצים הם קריסטל, אלקטרט, סליל נע וקבל.
מיקרופון סליל נע מורכב מדיאפרגמה רוטטת, סליל נע, מגנט קבוע ושנאי.
הסרעפת הרוטטת מתחילה לרטוט לאחר שהייתה נתונה ללחץ גלי קול, ומניעה את הסליל הנעים המותקן איתה לרטוט בשדה המגנטי ליצירת זרם מושרה.
הזרם משתנה בהתאם לגודל הלחץ האקוסטי על הדיאפרגמה הרוטטת. ככל שלחץ הקול גדול יותר, הזרם שנוצר גדול יותר, וככל שלחץ הקול קטן יותר, הזרם שנוצר קטן יותר.
מיקרופון המעבה מורכב בעיקר מדיאפרגמה מתכתית ואלקטרודות מתכת הקרובות זו לזו, שהיא בעצם קבל פלטה שטוחה.
דיאפרגמת המתכת ואלקטרודת המתכת מהווים את שתי הלוחות של הקבל השטוח. כאשר הדיאפרגמה נתונה ללחץ קול, הסרעפת מתעוותת והמרחק בין שתי הלוחות משתנה;
לכן, הקיבול משתנה, וגם המתח במעגל מדידת הסיביות משתנה, תוך מימוש הפונקציה של המרת אות לחץ הקול לאות מתח.
מיקרופון קונדנסר הוא מיקרופון אידיאלי במדידה אקוסטית. יש לו את היתרונות של טווח דינמי גדול, תגובת תדר שטוחה, רגישות גבוהה ויציבות טובה בסביבת מדידה כללית, כך שהוא נמצא בשימוש נרחב.
מכיוון שעכבת המוצא של מיקרופון המעבה גבוהה מאוד, יש צורך לבצע טרנספורמציה של עכבה דרך הקדם מגבר. הקדם מגבר מותקן בתוך מד רמת הקול ליד המקום בו מותקן מיקרופון המעבה.
2) מגבר
בדרך כלל, נעשה שימוש במגבר דו-שלבי, כלומר, מגבר כניסה ומגבר מוצא, ותפקידו להגביר אותות חשמליים חלשים.
מנחת הכניסה ומנחת המוצא משמשים לשינוי הנחתה של אות הקלט ואת הנחתה של אות המוצא, כך שניתן יהיה להצביע על המצביע של המונה במיקום המתאים.
טווח ההתאמה של המנחת המשמש במגבר הקלט הוא למדידת הקצה הנמוך, וטווח ההתאמה של המנחת המשמש במגבר המוצא נמדד כמצוין.
הקצוות הגבוהים והנמוכים של מדי רמת קול רבים מוגבלים ב-70dB.
3) רשת שקלול
על מנת לדמות את הרגישויות השונות של השמיעה האנושית בתדרים שונים, מד רמת קול מצויד ברשת שיכולה לדמות את מאפייני השמיעה של האוזן האנושית ולתקן את האות החשמלי לערך משוער של חוש השמיעה. רשת זו נקראת רשת שקלול. .
רמת לחץ הקול הנמדדת דרך רשת הניפוח אינה עוד רמת לחץ הקול של הכמות הפיזית האובייקטיבית (הנקראת רמת לחץ קול ליניארית), אלא רמת לחץ הקול המתוקנת על ידי חוש השמיעה, הנקראת רמת הקול המשוקללת או רמת הרעש.
