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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Microfone de medição. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição Um dos parâmetros mais importantes de um alto-falante é sua resposta de frequência - a dependência do nível de pressão sonora em decibéis da frequência em um nível constante do sinal elétrico fornecido. Quanto mais ampla for a faixa de frequência de operação do cabeçote ou alto-falante e quanto menor for a diferença nos níveis de pressão sonora nas diferentes partes dessa faixa, melhor será o transdutor eletroacústico. Uma representação visual da resposta em frequência é dada por uma representação gráfica (Fig. 1). Como pode ser observado nesta figura, há uma diminuição do nível de pressão sonora nas frequências inferiores e superiores da faixa, bem como uma diminuição e aumento do nível (“sobe” e “queda”) nas demais frequências.
Todos esses desvios nos valores de pressão sonora podem ser a causa de distorções de frequência introduzidas pelo alto-falante nos programas sonoros reproduzidos [1]. Portanto, a resposta de frequência dos cabeçotes deve ser levada em consideração ao projetar sistemas acústicos, escolher alto-falantes e o tipo de seu design acústico, calcular filtros, etc. Os dados sobre a resposta de frequência do alto-falante indicados na documentação técnica (passaporte) e livros de referência não são absolutos. Cada alto-falante tem sua própria resposta de frequência individual. Hoje em dia, durante o rápido desenvolvimento das tecnologias digitais, medir a resposta em frequência da pressão sonora de uma cabeça dinâmica não é difícil, mesmo sem o uso de equipamentos especiais. Para isso, é necessário ter um computador pessoal, um amplificador de baixa frequência para excitar a cabeça em teste (sistema de áudio do computador), um microfone e software apropriado. Ao medir a resposta de frequência de um alto-falante, requisitos especiais são impostos ao microfone. Deve ter uma ampla faixa de frequência, não mais de 30 a 18000 Hz, uma resposta de frequência “suave” e tamanhos de membrana pequenos. Os microfones condensadores possuem os parâmetros eletroacústicos mais elevados, sendo esta sua principal vantagem em relação a outros tipos de microfones. A resposta de frequência de um microfone condensador é caracterizada pela sua uniformidade. Na faixa até a ressonância da membrana, a irregularidade pode ser muito pequena; acima da ressonância aumenta ligeiramente. Devido à baixa irregularidade das características, os microfones condensadores são utilizados como microfones de medição. Os microfones de medição são fabricados para a faixa de frequência de 20 - 30 Hz a 30 - 40 kHz com irregularidade de 1 dB até uma frequência de 10 kHz e não mais que 6 dB acima de 10 kHz. As dimensões da cápsula desse microfone são medidas na faixa de 6 a 15 mm, por isso é praticamente não direcional até uma frequência de 20 a 40 kHz. Sua sensibilidade não ultrapassa 60 dB [2,3]. A cápsula do microfone Panasonic WM61 [4] é ideal para uso como cápsula de medição. Não é recomendado conectar a cápsula diretamente através da entrada de microfone de um PC utilizando phantom power para seu funcionamento, devido à alta probabilidade de interferências e ruídos, sensibilidade reduzida, o que afetará negativamente a qualidade das medições. O microfone deve ser conectado à entrada de áudio da placa-mãe usando um link correspondente - um pré-amplificador de microfone. Fazer tal dispositivo com suas próprias mãos (Fig. 2) não é nada difícil. Consiste em, colocada em um tubo de 20 cm de comprimento, uma cápsula de microfone com diâmetro de 6 mm, um amplificador de microfone baseado no amplificador operacional OPA2134, caracterizado por altas características [6], uma fonte de energia química, tensão de 9 volts, Tipo “Coroa”.
O diagrama do circuito elétrico do microfone de medição é retirado da fonte [6]. Depois de algumas alterações fica como mostrado na Fig. 3. O capacitor C3 é substituído por um capacitor de filme (K-73, K-78 ou outro recomendado para instalação em circuitos de sinal de dispositivos de áudio). A configuração de um amplificador se resume à seleção de um LED que forneça uma queda de tensão de até 2 volts nas áreas indicadas no diagrama de circuito.
A placa de circuito impresso é feita de folha laminada de fibra de vidro com dimensões de 55 x 20 mm - fig. 4. O design e a impressão são realizados em um PC usando o programa Sprint Layout 6.0.
Tudo isso montado em uma caixa metálica - para blindagem do circuito - fig. 5.
Conecte o microfone de medição à entrada linear da placa de som do PC através de um cabo blindado com dois núcleos. A blindagem do fio é conectada de um lado - o lado da placa de som, o que também tem um efeito positivo na precisão das medições - fig. 6.
Este design possui uma ampla faixa de frequências operacionais, sensibilidade relativamente alta, uma resposta de frequência plana e “ouve” sons a uma distância maior, em comparação, por exemplo, com o microfone MKE-3. As medições podem ser feitas a partir de quase qualquer distância audível ao ouvido humano, e isso é importante ao testar não apenas uma cabeça, mas todo o sistema acústico (sistemas), por exemplo, em uma sala ou dentro de um carro. O microfone foi testado com sucesso com o programa Right Mark 6.2.3. Mostrado na Fig. 1 gráfico da resposta de frequência da pressão sonora do alto-falante 25GDN-1L construído usando este programa. Para medições, o microfone é colocado no mesmo eixo da cabeça a uma distância de 300 - 400 mm. A conexão dos dispositivos de medição é realizada de acordo com o diagrama mostrado na Fig. 7. É importante que os controles de tom do amplificador estejam na posição intermediária e que o modo de compensação de tom e os links de correção estejam desativados. A cabeça de teste é colocada o mais longe possível de paredes, móveis e outros objetos [7].
Literatura
Autor: V. Marchenko
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