ध्वनि स्तर मीटर का सिद्धांत क्या है?
ध्वनि स्तर मीटर एक बुनियादी शोर मापने वाला उपकरण है। यह एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है, लेकिन यह वोल्टमीटर जैसे वस्तुनिष्ठ इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से अलग है।
ध्वनिक संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते समय, ध्वनि तरंगों के प्रति मानव कान की प्रतिक्रिया गति की समय विशेषताओं का अनुकरण किया जा सकता है;
उच्च और निम्न आवृत्तियों के प्रति अलग-अलग संवेदनशीलता वाली आवृत्ति विशेषताएँ और तीव्रता विशेषताएँ होती हैं जो अलग-अलग ज़ोर पर आवृत्ति विशेषताओं को बदलती हैं। इसलिए, ध्वनि स्तर मीटर एक व्यक्तिपरक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है।
ध्वनि स्तर मीटर का कार्य सिद्धांत है:
माइक्रोफ़ोन ध्वनि को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है, और फिर प्रीएम्पलीफ़ायर माइक्रोफ़ोन और एटेन्यूएटर से मेल खाने के लिए प्रतिबाधा को बदलता है। एम्पलीफायर आउटपुट सिग्नल को वेटिंग नेटवर्क में जोड़ता है और सिग्नल (या बाहरी फ़िल्टर) पर फ़्रीक्वेंसी वेटिंग करता है;
फिर सिग्नल को एटेन्यूएटर और एम्पलीफायर के माध्यम से एक निश्चित आयाम तक बढ़ाया जाता है, और फिर प्रभावी मूल्य डिटेक्टर (या बाहरी स्तर रिकॉर्डर) को भेजा जाता है, और शोर स्तर का मूल्य संकेतक मीटर पर दिया जाता है।
1) माइक्रोफोन एक ऐसा उपकरण है जो ध्वनि दबाव संकेतों को वोल्टेज संकेतों में परिवर्तित करता है। इसे माइक्रोफोन भी कहा जाता है। यह ध्वनि स्तर मीटर का सेंसर है। आम माइक्रोफोन में क्रिस्टल, इलेक्ट्रेट, मूविंग कॉइल और कंडेनसर शामिल हैं।
गतिशील माइक्रोफोन एक कंपनशील डायाफ्राम, एक चलायमान कुंडली, एक स्थायी चुंबक और एक ट्रांसफार्मर से बना होता है।
कंपन करने वाला डायाफ्राम ध्वनि तरंग के दबाव के अधीन होने के बाद कंपन करना शुरू कर देता है, और इसके साथ स्थापित चल कुंडली को चुंबकीय क्षेत्र में कंपन करने के लिए प्रेरित करता है, जिससे प्रेरित धारा उत्पन्न होती है।
यह धारा कंपन करने वाले डायाफ्राम पर पड़ने वाले ध्वनि तरंग दबाव की मात्रा के अनुसार बदलती है। ध्वनि दबाव जितना अधिक होगा, उतनी ही अधिक धारा उत्पन्न होगी; ध्वनि दबाव जितना कम होगा, उतनी ही कम धारा उत्पन्न होगी।
कंडेनसर माइक्रोफोन मुख्य रूप से एक धातु डायाफ्राम और निकट अंतराल वाले धातु इलेक्ट्रोड से बना होता है। यह अनिवार्य रूप से एक प्लेट कैपेसिटर है।
धातु डायाफ्राम और धातु इलेक्ट्रोड फ्लैट संधारित्र की दो प्लेटें बनाते हैं। जब डायाफ्राम ध्वनि दबाव से प्रभावित होता है, तो डायाफ्राम विकृत हो जाता है, जिससे दो प्लेटों के बीच की दूरी बदल जाती है;
परिणामस्वरूप, धारिता परिवर्तित हो जाती है, और बिट माप सर्किट में वोल्टेज भी बदल जाता है, जिससे ध्वनि दबाव संकेत को वोल्टेज संकेत में परिवर्तित करने का कार्य साकार होता है।
कंडेनसर माइक्रोफोन ध्वनिक माप में एक आदर्श माइक्रोफोन है। इसमें बड़ी गतिशील रेंज, फ्लैट आवृत्ति प्रतिक्रिया, उच्च संवेदनशीलता और सामान्य माप वातावरण में अच्छी स्थिरता के फायदे हैं, इसलिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
चूंकि कंडेनसर माइक्रोफोन का आउटपुट प्रतिबाधा बहुत अधिक है, इसलिए प्रतिबाधा रूपांतरण को प्रीएम्पलीफायर के माध्यम से करने की आवश्यकता होती है। प्रीएम्पलीफायर को ध्वनि स्तर मीटर के अंदर स्थापित किया जाता है, जहां कंडेनसर माइक्रोफोन स्थापित होता है।
2) एम्पलीफायर
सामान्यतः दो-चरणीय प्रवर्धकों का उपयोग किया जाता है, अर्थात् इनपुट प्रवर्धक और आउटपुट प्रवर्धक, जिनका कार्य कमजोर विद्युत संकेतों को प्रवर्धित करना होता है।
इनपुट एटेन्यूएटर और आउटपुट एटेन्यूएटर का उपयोग इनपुट सिग्नल के क्षीणन और आउटपुट सिग्नल के क्षीणन को बदलने के लिए किया जाता है, ताकि मीटर सूचक उचित स्थिति पर इंगित करे।
इनपुट एम्पलीफायर में प्रयुक्त एटेन्यूएटर की समायोजन सीमा माप का निम्नतम छोर है, तथा आउटपुट एम्पलीफायर में प्रयुक्त एटेन्यूएटर की समायोजन सीमा माप का उच्च छोर है।
कई ध्वनि स्तर मीटरों में उच्च और निम्न स्तर के लिए 70dB का कटऑफ होता है।
3) भारित नेटवर्क
विभिन्न आवृत्तियों पर मानव श्रवण की विभिन्न संवेदनशीलताओं का अनुकरण करने के लिए, ध्वनि स्तर मीटर एक नेटवर्क से सुसज्जित है जो मानव कान की श्रवण विशेषताओं का अनुकरण कर सकता है और विद्युत संकेत को श्रवण की भावना के अनुमानित मूल्य में संशोधित कर सकता है। इस नेटवर्क को वेटिंग नेटवर्क कहा जाता है।
भार नेटवर्क के माध्यम से मापा गया ध्वनि दबाव स्तर अब किसी वस्तुनिष्ठ भौतिक राशि का ध्वनि दबाव स्तर नहीं है (जिसे रैखिक ध्वनि दबाव स्तर कहा जाता है), बल्कि श्रवण की इंद्रिय द्वारा संशोधित ध्वनि दबाव स्तर है, जिसे भारित ध्वनि स्तर या शोर स्तर कहा जाता है।
