Как преобразовать вольт в дБ SPL

9

Я беру сигнал с электретного микрофона, усиленного с помощью усилителя LM358 от блока АЦП моего PIC16F877A. Я получаю показания в вольтах от АЦП, который колеблется от 2,5 В до 5 В. Как я могу преобразовать эти показания в дБ?

user35456
источник
Используйте показатель чувствительности, указанный в техническом описании микрофона.
Брайан Драммонд
Вот таблица данных
user35456
Его чувствительность составляет -46 ± 2,0 (0 дБ = 1 В / Па) при 1 кГц.
user35456

Ответы:

10

DB SPL - это прибор для измерения давления .

Вы не можете преобразовать напряжение в показание DB SPL, если не знаете:

  • чувствительность микрофона (или просто аналоговое выходное напряжение к отношению входного давления) , который говорит вам , по существу , уровень напряжения , он будет выводить на данном уровне звукового давления
  • усиление, примененное предусилителем

Ваш микрофон имеет чувствительность -46dBV / Pa, это дает 0,005012 В среднеквадратичного значения / Па
1 Па (паскаль), что соответствует звуковому давлению 94 дБ (SPL)

Уравнение дБ для напряжения 20×logV1Vo
где V1 - измеряемое напряжение, и V0 контрольный уровень

Если мы сделаем пример расчета для измерения 2,5 В (при условии усиления единичного усиления для усилителя), мы получим

20×log2.50.005012=53.96dB

поэтому SPL будет (-46) + 53,96 = 7,95 + 94 = 101,95 дБ SPL

Мы предположили усиление в единицу для предусилителя, если фактическое усиление было 20 дБ, тогда SPL становится
101,95 - 20 = 81,95 дБ SPL

если фактическое усиление составляло 10 дБ, тогда SPL становится
101,95 - 10 = 91,95 дБ SPL ...

alexan_e
источник
Я знал чувствительность микрофона: его чувствительность составляет -46 ± 2,0, (0 дБ = 1 В / Па) при 1 кГц, но ничего о усилении, которое применял предварительный усилитель
user35456
Я полагаю, вы могли бы откалибровать предусилитель или даже использовать его идеальные уравнения в качестве очень близкой оценки.
Скотт Сейдман
@alexan_e: Большое спасибо. Еще одна помощь в определении усиления моего операционного усилителя.
user35456
@ user35456 Вы сказали, что используете предусилитель LM358, поэтому усиление устанавливается на значениях резистора, которые вы использовали, и должно быть определено. Например, если это выглядит как это то коэффициент усиления устанавливается R2, R1. Также проверьте, применили ли вы какие-либо усиления в вашем АЦП (я не знаком с АЦП PIC)
alexan_e
У меня тоже очень похожая ситуация. Я использую Electret Mic с усилителем Max4466 . Чувствительность моего микрофона составляет -44 дБ при 1 кГц, но я не знаю, что такое усиление операционного усилителя. Усиленный выход составляет от 1,5 В до 3 В, где напряжение питания составляет 3 В. Согласно данным, усиление можно регулировать от 25х до 125х.
Джей Джей
1

-46dB V / Pa - это то, как я это читаю, а 1 Pa - звуковое давление в ньютонах на кв. Метр. Уровень звукового давления 0 дБ составляет 20 микропаскалей, следовательно, 1 Па в 50 000 раз больше, или, в дБ, это уровень звукового давления 94 дБ.

Итак, если вы измеряете -46 дБВ, то вы измеряете SPL 94 дБ. -46 дБВ достаточно для среднеквадратичного значения 5 мВ, поэтому, если вы измеряете среднеквадратичное значение 5 мВ, тогда SPL составляет 94 дБ.

Если у вас есть предварительный усилитель с коэффициентом усиления 10, то среднеквадратическое значение 50 мВ соответствует уровню звукового давления 94 дБ, а значение 5 мВ равно уровню звукового давления 74 дБ.

Этого должно быть достаточно, чтобы вы начали.

Энди ака
источник
Итак, как преобразовать вольт я получаю в RMS? Просто разделите это на sqrt (2)?
user35456
Я думаю, что вам нужно объяснить, что вы измеряете с вашего АЦП. Если бы это был я, я бы выбрал частоту 50 кГц и вычислил среднеквадратичное значение, возведя в квадрат каждую выборку, усреднив и затем взяв квадратную величину среднего. Я понятия не имею, как работает ваш код или что он делает.
Энди ака