Om de akoestische eigenschappen van een nieuw soort cellenbeton te testen heeft men een kamer gebouwd uit deze cellenbeton waarin een meetmicrofoon wordt geplaatst. Buiten de kamer heeft men een luidspreker gezet die een frequentiesweep genereert van 20 Hz tot 20Khz.
De meetmicrofoon die in de kamer staat meet de geluidssterkte op die binnendringt.
Er staat ook een microfoon die de geluidssterkte meet buiten de kamer waardoor men de akoestische isolatie van het cellenbeton kan bepalen.
De gevoeligheid van de meetmicrofoon bedraagt 5 mV/Pascal.
De maximale geluidsdruk die de microfoon kan opmeten bedraagt 1500 Pascal.
Het -3 dB punt van de frequentiekarakteristiek van de meetmicrofoon is 20 KHz.
De luidspreker kan beschouwd worden als een impedantie van 8 Ohm en kan een elektrisch vermogen verdragen van 30 Watt.
De oefening bestaat erin een meetketen te concipiëren om dit op een succesvolle manier te verwezenlijken. Ik dacht aan:
We gaan ervan uit dat de luidspreker een bepaald geluidssignaal levert tussen de 20 Hz en 20 kHz. Het geluid penetreert doorheen de kamerwand en komt aan bij de meetmicrofoon. Deze neemt een bepaalde geluidsintensiteit waar als analoog signaal. Om meteen ruis te onderdrukken plaatsen we een verschilversterker; op die manier wordt een stoorsignaal herleid tot een common mode signaal. De sensor geeft echter een te lage spanning om ermee te kunnen werken, zodoende dient het signaal versterkt te worden door een voorversterker. Als een sensor (zoals de microfoon) een spanningswaarde levert ter grootte tussen 0 en 7.5V, dan dient dit bijvoorbeeld te worden omgezet naar een signaal tussen 0 en 12 of 0 en 24 V voor de computer.We hebben nu een signaal dat we digitaal wensen te maken, daartoe moet er eerst gesampled worden (quantisatie). We hebben nu een gediscretiseerd signaal, in digitale vorm dus. De computer zet de spanning om in een aantal dB; en in een stuur- en controlelogica-eenheid, wordt er op basis van dit signaal; een waarde gegenereerd die de luidspreker aan zal sturen. Via een DAC wordt dit signaal dat door de computer wordt geleverd omgezet in een stuursignaal voor de luidspreker. Hiertoe dient er een signaalverzwakker te worden gebruikt, omdat de spanning geen te groot vermogen mag genereren: 30 watt. Rekening houdend met P=U²/R en R=8 ohm; geldt er dat U²=240Wohm. Het spanningssignaal dat de luidspreker aanstuurt, mag dus maximaal 16 volt bedragen!
Filter: we weten dat het geluid tussen de 20 Hz en 20 kHz ligt, dus het is mogelijk een goed idee om een bandpasfilter te plaatsen die enkel deze frequentierange doorlaat. Andere frequenties zijn per definitie ruis.
- keten 642 keer bekeken
