自制多功能声级计

🏠 首页 《无线电》杂志 1984年 🔗 第254期 🔗 第28页 分类:元器件与应用 🔗 王万江 🔗

声级计是测量声音大小的专用仪器。随着科学的发展,它已被广泛地应用起来,并深入到人民的生活中。例如,测量家里音箱的响度、家用电器噪声和生活环境噪声等。

本仪器除具以上功能外,还可以和其他附件组合成交流毫伏计、电话鉴听器、电话录音放大器、助听器等。该仪器用指针式表头显示,故具有量程大、精度高、体积小、制作容易等特点。

电路原理

本仪器电路见图1。它是由传声器、前置放大器、衰减器、功率放大器、指示电路等部分组成。

图1
图1 🔍原图 (1597×680)

当外界声波传入到驻极体电容传声器后,声波被转换成相应的电信号。这一电信号由C\(_{5}\)耦合到BG1、BG\(_{2}\)组成的前置放大器的输入端,经过BG1、BG\(_{2}\)放大后,由C8耦合到衰减器。衰减器是由电阻R\(_{11}\)、R19~R\(_{25}\)组成的,通过不同的电阻选择不同的衰减量。发光二极管LED1~LED\(_{7}\)和R14组成档位显示电路,由K\(_{2}\)控制,完成档位选择及档位指示的同步作用。

功率放大器采用集成电路5G37组成的典型放大电路。被放大的信号由变压器B耦合到表头指示电路。变压器B在这里主要起阻抗变换作用和升压作用。表头指示电路中,D\(_{1}\)~D4组成桥式整流电路,D\(_{5}\)、D6和R\(_{18}\)组成表头保护电路。R3、C\(_{13}\)是积分电路,当K3接通时,表针指示响应为慢响应,便于观察。

元器件选择与安装

图中用的晶体管BG\(_{1}\)、BG2为3DG6,要求其β>100,噪声小。集成块5G37也要用低噪声的。变压器B用晶体管收音机中的输出变压器。K\(_{2}\)用双刀七掷开关,K1、K\(_{3}\)均为按钮开关。图中所用的电阻均为1/8瓦的碳膜电阻。表头的满刻度为100μA、内阻约为1.6KΩ的,表盘用原表盘的背面自己重新绘制,见图2。

图2
图2 🔍原图 (418×329)

整机印制板见图3(1∶1)。元器件安装及仪器面见图4、图5所示。为了增强仪器的屏蔽性能,整机装在一个140×70×70(mm)的金属盒内,面板底下垫上一层敷铜板。安装时,外接引线一律采用屏蔽线。

图3
图3 🔍原图 (1055×703)
图4
图4 🔍原图 (368×708)
图5
图5 🔍原图 (680×738)

调试与使用

在调整前置放大器时,要使电源电流为75μA左右,以保证低噪声和较高的增益。调5G37集成电路时,主要调R\(_{12}\)或R13的阻值,使5G37的6脚对地电压为V\(_{CC}\)/2。若调整后,仪器不工作或没放大作用(表针不随外界声音大小而相应地摆动),可用一只高阻耳塞机先后接在前置放大器和功放级输出端,进行监听,以便确定故障部位,予以排除。

仪器调整后要进行校准,校准时可和标准的声级计放在一起,同时测量粉红噪声发生器的噪声(作噪声源),再细细调整R\(_{19}\)~R25,使本仪器各档指示声压数值均和标准声级计相同。

使用时,本仪器的量程为50~120(dB),分七档连续可调。当按下K\(_{1}\),即面板上“-20dB”按钮时,各档相应的声压级数值均减20dB;当按下面板上的“快、慢”按钮(图中K3按钮开关),表头指针响应为慢响应。

在测量声压时,应先将电源开关接通,档位旋钮置于一个适当的档位(例如80dB位置左右),仪器与所测噪声声源相距1米左右。这时仪器指示的数值即档位声压值与表针偏转刻度值之和就是所测噪声的声压级数值。例如,当档位旋钮置于80(dB)、若表针指示为5(dB),则测得的声压级数值为85dB。

如果测试一下室内立体声放音的两个音箱位置是否为最佳摆放位置,可用此仪器在听音位置分别测得各音箱的声压级数,调整音箱位置,使它们的声压级数基本相同就可以了。

此仪器用来测量交流电压时,事先应自制一个“各档电压数值表”。从面板的输入插孔引出测量线去测交流电压,再用一个标准的毫伏计也测这个交流电压,将声级计各档数值与标准的毫伏计所指示的相应电压值列成附表,作成“各档电压数值表”,留作实际测量时对照查用。实际测量时,就可以从附表中查得所测电压的数值。例如用90(dB)档,测交流电压时,指针偏转位置为满度的40%,那么从附表中查出所测得的交流电压为900μV。

图6
图6 🔍原图 (884×702)

用本仪器进行电话录音或监听时,先作一个电磁换能器。制作时,可用一些硅钢片(形状、大小视手头材料而定)作铁心,再用线径约为0.01毫米的漆包线绕上1500多圈。使用时将电磁换能器的插头插入输入插孔,选择适当的档位,在输出插孔接入耳机或录音机,进行监听或录音。同样若接入别的换能器,也可以有很多的扩展用途。例如,在输出端接上示波器,就可以显示所观察的声音波形;在输入端接上光敏或热敏电阻,就可以观察温度和光强的变化。(王万江)