So konvertieren Sie Volt in dB SPL

Ich nehme Eingaben von einem Elektretmikrofon entgegen, das mit einem LM358-Verstärker von der ADC-Einheit meines PIC16F877A verstärkt wurde. Ich erhalte die Messwerte in Volt vom ADC, die von 2,5 V bis 5 V reichen. Wie kann ich diese Messwerte in dB umrechnen?

pic sound

— user35456
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Verwenden Sie die im Datenblatt des Mikrofons angegebene Empfindlichkeitszahl.

— Brian Drummond

Hier ist das Datenblatt des Mikrofons: - dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Sensors/Sound/…

— user35456

Die Empfindlichkeit beträgt -46 ± 2,0 (0 dB = 1 V / Pa) bei 1 kHz.

— Benutzer35456

Antworten:

DB SPL ist eine Druckmesseinheit .

Sie können eine Spannung nur dann in einen DB SPL-Wert umwandeln, wenn Sie Folgendes wissen:

Die Mikrofonempfindlichkeit (oder einfach die analoge Ausgangsspannung zum Eingangsdruckverhältnis), die im Wesentlichen den Spannungspegel angibt, den sie für einen bestimmten Schalldruckpegel ausgeben wird
die Verstärkung, die der Vorverstärker angewendet hat

Ihr Mikrofon hat eine Empfindlichkeit von -46 dBV / Pa. Dies ergibt 0,005012 V RMS / Pa.
1 Pa (Pascal) entspricht 94 dB Schalldruck (SPL).

Die dB-Gleichung für die Spannung lautet wobei V1 die gemessene Spannung undder Referenzpegel ist $20 \times \log \frac {V_1}{V_o}$
$V_0$

Wenn wir eine Beispielberechnung für die Messung von 2,5 V durchführen (unter der Annahme einer Einheitsverstärkung für den Verstärker), erhalten wir

$20 \times \log \frac {2.5}{0.005012} = 53.96dB$

Der Schalldruckpegel beträgt also (-46) + 53,96 = 7,95 + 94 = 101,95 dB Schalldruckpegel

Wir haben eine Einheitsverstärkung für den Vorverstärker angenommen. Wenn die tatsächliche Verstärkung
20 dB betrug, wird der Schalldruckpegel 101,95 - 20 = 81,95 dB Schalldruckpegel

Wenn die tatsächliche Verstärkung
10 dB betrug, beträgt der Schalldruckpegel 101,95 - 10 = 91,95 dB Schalldruckpegel ...

— alexan_e
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Ich kannte die Empfindlichkeit des Mikrofons: Die Empfindlichkeit beträgt -46 ± 2,0 (0 dB = 1 V / Pa) bei 1

— kHz.

Ich nehme an, Sie könnten den Vorverstärker kalibrieren oder sogar seine idealen Gleichungen als sehr genaue Schätzung verwenden.

— Scott Seidman

@alexan_e: Vielen Dank. Nur noch eine Hilfe bei der Ermittlung des Gewinns meines OpAmp.

— Benutzer35456

@ user35456 Sie sagten, Sie verwenden einen LM358-Vorverstärker, daher wird die Verstärkung mit den von Ihnen verwendeten Widerstandswerten eingestellt und sollte definierbar sein. Zum Beispiel, wenn es so aussieht , dies dann die Verstärkung durch R2, R1 gesetzt ist. Überprüfen Sie auch, ob Sie eine Verstärkung in Ihrem ADC angewendet haben (ich bin nicht mit PIC ADC vertraut)

— alexan_e

Ich habe auch eine sehr ähnliche Situation. Ich verwende Electret Mic mit Max4466-Verstärker . Die Empfindlichkeit meines Mikrofons beträgt -44 dB bei 1 kHz, aber ich weiß nicht, wie hoch die Verstärkung des Operationsverstärkers ist. Der verstärkte Ausgang beträgt 1,5 V bis 3 V, wobei die Versorgungsspannung 3 V beträgt. Laut Datenblatt kann die Verstärkung von 25x auf 125x eingestellt werden.

— J. Jay

-46 dB V / Pa ist, wie ich es lese, und 1 Pa ist der Schalldruck in Newton pro Quadratmeter. 0 dB Schalldruckpegel sind 20 Mikropascal, daher ist 1 Pa 50.000-mal größer oder in dB 94 dB Schalldruckpegel.

Wenn Sie also -46 dBV messen, messen Sie einen Schalldruck von 94 dB. -46 dBV sind nahe genug bei 5 mV RMS. Wenn Sie also 5 mV RMS messen, beträgt der Schalldruck 94 dB.

Wenn Sie einen Vorverstärker mit einer Verstärkung von zehn haben, entspricht 50 mV RMS 94 dB SPL und 5 mV einem Schalldruck von 74 dB.

Dies sollte ausreichen, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern.

— Andy aka
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Also, wie konvertiere ich die Volt, die ich im RMS bekomme? Teilen Sie es einfach durch sqrt (2)?

— user35456

Ich denke, Sie müssen erklären, was Sie von Ihrem ADC messen. Wenn ich es wäre, würde ich mit 50 kHz abtasten und den Effektivwert berechnen, indem ich jede Abtastung quadriere, mittle und dann das Quadrat des Durchschnitts nehme. Ich habe keine Ahnung, wie Ihr Code funktioniert oder was er tut.

— Andy aka