该仪器可以测量30dB至123dB范围内声音的大小以及10Hz至100kHz内的声音的频率。因而可以用来测量多种电声产品的频响、信噪比、带速误差等几项重要指标,若和其它外部元件适当连接可构成交流毫伏计、信号源、电话监听器、电网频率监测仪等。
电路原理
本仪器电路见图1,它由两级放大器、衰减器、频率计及指示电路、自校电路等几部分组成。外界声波被驻极体电容传声器转换成相应的电信号,从插口CK\(_{1}\)输入,由IC1-1放大后送至衰减器,衰减器由R\(_{7}\)、R24~R\(_{32}\)和S1-2组成,通过S\(_{1}\)调节衰减量,完成对声级量程的选择。经衰减的信号再经IC1-2放大。此时若K\(_{1}\)处于“声级计”位置,经IC1-2放大后的信号就被直接送至指示电路,表针指示值就是所测声音的声级数。D\(_{1}\)~D4构成桥式整流电路,R\(_{22}\)、C18是积分电路,用来控制表头的响应时间。当K1处于“声频计”位置时,IC\(_{1}\)-2放大后的信号经C13、C\(_{14}\)耦合至BG1的基极,BG\(_{1}\)、BG2等构成高输入阻抗的电压负反馈放大器,电压放大约为10倍。R\(_{19}\)、R20、IC\(_{2}\)-3、IC2-4构成施密特触发器,将输入信号整形成方波信号。C\(_{19}\)~C28中的一个电容和R\(_{21}\)、W6构成微分电路,被测信号频率越低,则微分电路时间常数越小。由S\(_{1}\)-1控制,选择频率量程。R21和W\(_{6}\)两端的尖脉冲由IC2-5IC\(_{2}\)-6两个门整形成宽度约为150μS的正脉冲,经W7送至指示电路,此时表头所指示值即是所测声音的频率。IC\(_{2}\)-1、IC2-2、R\(_{6}\)、W2、C\(_{7}\)、W3、C\(_{6}\)共同构成了振荡器,该振荡信号供本仪器自校使用,并可在CK2输出大于1V的500Hz信号。

元件选择
图1中IC\(_{1}\)采用专用集成块TBA931—3,若买不到,可用两支其它型号的集成运放块代替,要求噪声低,外部电路及元件数值要作相应的变动。BG1、BG\(_{2}\)选用β≥70的即可。DW1击穿电压约为10V。S1为双刀十掷开关。AN为双刀按钮。表头为85L1型VU表头,满度电流为500μA,内阻约3.9kΩ。表盘可自己绘制,见图2。CK\(_{1}\)~CK4均为φ3.5mm的插座。K\(_{1}\)为扳键开关。电源用3节6V叠层电池串联。

调试
按图1将电路连接好后,检查无误即可加电调试。将K\(_{1}\)扳到“声频计”位置,用万用表直流25V档测量IC2-4的4脚对地电压,同时调整W\(_{5}\),可发现该电压从0V跳至10V或从10V跳至0V,将W5调至跳变临界点,此时触发灵敏度最高。在CK\(_{3}\)接上一个标准信号发生器,调整C19~C\(_{28}\)、W6和W\(_{7}\),使各档指示值均与标准信号发生器输出信号频率相同。若能用标准频率计校准则更好。再将K1扳到“声级计”位置,将本仪器的传声器和标准声级计的传声器放在一起,同时测量一组声级不同的粉红噪声(单音也可),调整R\(_{24}\)~R32和W\(_{1}\)、W4,使各档测量数据均和标准声级计测量的数据基本一致。为使自校信号的幅度适当,需把S\(_{1}\)调至60dB档,按下AN,调整W3使指针指在“校准”位置为使自校信号的频率适当,需再把K\(_{1}\)扳到“声频计”位置,S1扳到1kHz档,按下AN,调整W\(_{2}\),使指针指在“校准”位置即可。
使用
将K\(_{1}\)扳到“关”的位置,按下AN可检查本机电池电压是否充足。再将K1扳到“声频计”位置,将S\(_{1}\)扳到60dB档,按下AN片刻后,调整W4使指针位于“校准”位置,放开AN,将S\(_{1}\)调至适当位置即可测量声音的大小。
将K\(_{1}\)扳到“声频计”位置,将S1扳到1kHz档,按下AN片刻,调整W\(_{6}\)使指针指于“校准”位置,松开AN,把S1调到适当位置即可测量声音的频率。若测交流信号频率时,将被测信号从CK\(_{1}\)(1mv)或Ck3(1V)输入。 (王万江)