Короткі теоретичні зведення. Основною вимірюваною величиною акустики є звук, хоча існують і інші похідні від нього вимірювані величини

Основною вимірюваною величиною акустики є звук, хоча існують і інші похідні від нього вимірювані величини. Насамперед це рівень звукового тиску.

У повітрі звук являє собою просте скупчення хвиль тиску, що переміщаються зі швидкістю приблизно 322 мс^-1 (над рівнем моря). Ці хвилі діють у будь-якій точці простору як коливання тиску повітря. Строго говорячи, подібні коливання необхідно зіставляти з діапазоном частот, сприйманих людським вухом (приблизно від 30 Гц до 15 кГц), тому описане явище одержало назву звуку.

Повітря – це пружне середовище. Звук може поширюватися в будь-який іншому пружному середовищі, але в цих випадках він буде являти собою не коливання тиску, а коливання окремих часток, напруги або щільності. Вони мають різну швидкість проходження в різних середовищах.

 

Рис. 3.2.???????????

Звідси випливає, що виміру звуку в повітрі варто здійснювати з використанням перетворювачів тиску з частотними характеристиками, подібними до характеристики людського вуха. Такі прилади називаються звичайно мікрофонами.

Робота акустичного датчика демонструється за допомогою наступної системи: генератор звукового сигналу - акустичний датчик. Робота акустичного датчика демонструється за допомогою наступної системи: генератор звукового сигналу – мікрофон.

Генератор зібраний на мікросхемі ДО155ЛА3, що включає 4 елементи И-НІ. Голосність звуку регулюється резистором R4, який з’єднанний у колекторному колі транзистора VT2 послідовно з динаміком.

Як акустичний датчик використовується електродинамічний мікрофон МД200.

Мікрофони служать для перетворення енергії повітряних звукових хвиль в енергію перемінного струму. У техніку радіомовлення і звукозаписи найбільш поширені електродинамічні мікрофони.

Чутливість мікрофона визначається величиною напруги, що розвивається мікрофоном на визначеному опорі навантаження при впливі на мембрану мікрофона звукового тиску 1 дин/див ² . Одиниця виміру чутливості мікрофона – мв/дин/див ²

Чутливість мікрофона на різних частотах неоднакова.

Залежність чутливості мікрофона від частоти, виражена графічно, називається його частотною характеристикою. Смуга частот, у якій чутливість мікрофона порівняно рівномірна, є його робочим діапазоном.

Електродинамічний мікрофон складається з постійного магніту 1, що має форму кільця, (полюси його позначені буквами С и Ю) намагничиваюче жорстко скріплені з ним фланець 2 і керн 3 з м'якої сталі, між якими мається вузький кільцевий проміжок-зазор 4. У ньому утвориться сильне магнітне поле. Звукові хвилі впливають на мембрану 5, виготовлену з тонкого листового алюмінія, до якої приклеєна циліндрична котушка 6 з ізольованого проводу. Ця котушка розташована в зазорі між фланцем і сердечником, але не стикається з ними.

Рис.3.3.??????

 

Коли на мембрану впливає область підвищеного тиску повітряної звукової хвилі, мембрана трохи прогинається, котушка переміщається в глиб зазору й у її обмотці індуктірується струм одного напрямку. Коли ж мембрана випробує вплив області зниженого тиску звукової хвилі, він разом з котушкою рухається в зворотному напрямку й у котушці виникає струм іншого напрямку. У такий спосіб при коливаннях мембрани під дією звукових хвиль у котушці виникає перемінний струм звукової частоти. Цей струм подається на вхід підсилювача. Ніж голосніше звук, що діє на мембрану мікрофона, тим сильніше вона коливається і тим більша напруга розвиває мікрофон на вході підсилювача.

Сигнал з мікрофона надходить на вхід 4-х каскадного підсилювача постійного струму. Останній каскад являє собою еміттерний повторювач, у вихідне еміттерне коло якого включений вольтметр постійної напруги. Резистор R14 регулює чутливість вольтметра.

Для акустичного датчика знімається характеристика залежності вихідної напруги від рівня звуку.