Основные разделы


Разработка и расчёт принципиальной схемы

При разработке принципиальной схемы одним из самых главных являлся вопрос выбора микрофона.

Микрофоны характеризуются следующими параметрами:

1. Чувствительность микрофона - это отношение напряжения на выходе микрофона к воздействующему на него звуковому давлению при заданной частоте (как правило 1000 Гц), выраженное в милливольтах на паскаль (мВ/Па). Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона.

2. Номинальный диапазон рабочих частот - диапазон частот, в котором микрофон воспринимает акустические колебания и в котором нормируются его параметры.

3. Неравномерность частотной характеристики - разность между максимальным и минимальным уровнем чувствительности микрофона в номинальном диапазоне частот.

4. Модуль полного электрического сопротивления - нормированное значение выходного или внутреннего электрического сопротивления на частоте 1 кГц.

. Характеристика направленности - зависимость чувствительности микрофона (в свободном поле на определённой частоте) от угла между осью микрофона и направлением на источник звука.

6. Уровень собственного шума микрофона - выраженное в децибелах отношение эффективного значения напряжения, обусловленного флуктуациями давления в окружающей среде и тепловыми шумами различных сопротивлений в электрической части микрофона, к напряжению, развиваемому микрофоном на нагрузке при давлении 1 Па при воздействии на микрофон полезного сигнала с эффективным давлением 0,1 Па.

Мною выбран микрофон М-101. Он обладает следующими характеристиками:

чувствительность микрофона 1 мВ/Па;

номинальный диапазон рабочих частот 2 Гц - 20 кГц;

неравномерность частотной характеристики 4 дБ;

модуль полного электрического сопротивления 250 Ом;

характеристика направленности - ненаправленная характеристика (НН);

уровень собственного шума микрофона 33 дБ.

Рисунок 23 - Дифференциальная схема включения конденсаторного микрофона

На рисунке 23 приведена схема, объясняющая принцип работы конденсаторного микрофона. Выполненные из электропроводного материала мембрана и электрод разделены изолирующим кольцом и представляют собой конденсатор. Жёстко натянутая мембрана под воздействием звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. Конденсатор включен в электрическую цепь последовательно с источником напряжения постоянного тока GB и активным нагрузочным сопротивлением R. При колебаниях мембраны ёмкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления. В электрической цепи появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочном сопротивлении возникает переменное напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.

При расчете микрофона возникли некоторые трудности, а в частности: как преобразовать уровень шума, заданный в децибелах (дБ) в напряжение (В). Чтобы ответить на этот вопрос сначала поясним, что же такое децибелы и зачем они применяются. Характерной особенностью абсолютных значений звукового давления Р, интенсивности I, акустической мощности W звука является большой динамический диапазон, в пределах которого они могут изменяться. Так, P может изменяться в 107 раз, а I - в 1014 раз. Поэтому для удобства вычислений принято оценивать звуковое давление не в абсолютных, а в относительных единицах (белах - Б, децибелах - дБ) по отношению к пороговым значениям. Измеренные таким образом величины называются уровнями. Уровень L звукового давления выражается зависимостью L=20lgP/P0, где P0 - пороговое значение звукового давления (минимальное давление P0=2*10-5 Па, которое вызывает едва заметное ощущение звука). Посчитаем минимальное и максимальное значения звукового давления на выходе микрофона, воспользовавшись вышеприведенной формулой и допустимыми значениями уровня шума, которые приведены в техническом задании (Lmin=30 дБ, Lmax=130 дБ):

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Прочитайте еще и эти статьи:

Методы защиты информации
Кто владеет информацией, тот владеет миром. Натан Ротшильд С развитием техники и технологий окружающая нас информация стремительно возрастает и человек уже не в силах хранить ее в собственной памяти. На помощь к нему приходят соврем ...

Разработка операционного устройства
Любой сложный преобразователь дискретный информации может быть представлен в виде совокупности операционных устройств (ОУ) и интерфейса (сопряжения этих устройств). Функцией ОУ является выполнение фиксированного множества операций F={f1, f2., ...

© Copyright 2020 | www.techattribute.ru