Konvertieren Sie digitale und analoge Werte in dB SPL

Ich versuche, einen Schallpegelmesser zu erstellen. Ich möchte ein analoges MEMS-Mikrofon ( INMP510 ) und ein digitales Mikrofon mit I2S-Ausgang ( SPH0645LM4H ) verwenden . Die Empfindlichkeit des INMP510 beträgt -38 dBV und des SPH0645LM4H -26 dBFS. Ich verwende einen PIC32MZ2048EFG100. Das ADC-Modul hat 12 Bit und die Spannung für den ADC beträgt 0 und 3,3 V.

Ich habe diesen Beitrag gelesen ( Wie man Volt in dB SPL umwandelt ), aber ich kann die Spezifikationen der Verstärkung des analogen Mikrofons nicht finden, daher weiß ich nicht, ob ich den dB SPL richtig berechne.

Auch für das digitale Mikrofon habe ich keine Ahnung, wie ich die digitalen Werte in dB SPL umrechnen soll.

Kann mir jemand mit mathematischen Formeln helfen?

Vielen Dank im Voraus

Nun, Sie könnten immer ein paar bekannte Quellen messen und Ihr Mikrofon auf diese Weise charakterisieren.

Antworten (1)

Die Mikrofonempfindlichkeit des INMP510 beträgt -38 dBV bei einem Schalldruckpegel von 94 dB bei 1 kHz. -38 dBV sind 12,6 mV RMS. Wenn Sie also 12,6 mV RMS messen, beträgt Ihr SPL 94 dB. Wenn Sie die doppelte Spannung gemessen haben, ist Ihr SPL um 6 dB höher. Wenn Sie die halbe Spannung messen würden, wäre Ihr SPL 6 dB niedriger.

Wissen Sie, wie das Dezibel mit steigenden und fallenden Signalen funktioniert?

Für das digitale Mikrofon hat es eine Spezifikation von -26 dBFS für den gleichen 94 dB SPL. FS bezieht sich auf die volle Skala und die volle Skala scheint 18 Bit zu sein, wenn Sie das Kleingedruckte lesen. Der RMS-Wert, den es erzeugen würde, ist also 26 dB niedriger bei einer vollen Skala von 18 Bit, aber denken Sie daran, dass dies wahrscheinlich Spitze-zu-Spitze ist. Mit anderen Worten, ein Vollskalensignal wäre +/- 131072 Zählungen.

Was machen Sie also mit dem Strom digitaler Nummern nach der Konvertierung? Zuerst subtrahieren Sie den Mittelpunkt, da dies der mittlere numerische Wert ist und einen großen DC-Offset darstellt, der die Berechnung ruiniert. Jetzt haben Sie es also mit vorzeichenbehafteten Ganzzahlen zu tun. Um RMS zu berechnen (denn das ist es, was Sie tun müssen), quadrieren Sie jeden Wert, akkumulieren Sie viele Werte und dividieren Sie dann durch die Anzahl der akkumulierten Werte. Schließlich ziehen Sie die Quadratwurzel und das gibt Ihnen RMS.

Stellen Sie jedoch sicher, dass Sie genügend Proben sammeln, da sonst ein Fehlerterm angezeigt wird. Die Alternative besteht darin, zu versuchen, clever zu sein und nur so viele Samples zu berechnen, wie Sie benötigen, um eine Periode der Frequenz der Schallquelle abzudecken.

Beachten Sie - sobald Sie Ganzzahlen mit Vorzeichen haben, wird das Vorzeichen wegen der Quadrierung unwichtig.

Kannst du es von hier nehmen?

Entschuldigung, aber ich verstehe es nicht sehr gut. Zum Beispiel, wenn mein analoges Mikrofon nach der Konvertierung einen digitalen Wert von 2048 liefert (der ADC hat 12 Bit, also muss es 0-4096 sein). Ich habe wieder auf Analog umgestellt ((3,3-0/2^12)*2048= 1,65 V). Dieser Wert ist 1,65/0,0126 = 131 mal größer als 0,0126, also wäre es 131*6 +94 dB SPL? Das kann nicht möglich sein. Und für die digitale verstehe ich deine Erklärung nicht. Die digitale Ausgabe ist 0-262144 (0-2 ^ 18), also muss ich 131072 vom digitalen Wert subtrahieren und sie dann in dB SPL umwandeln. Muss ich mehr als 1 Wert nehmen, um den SPL zu berechnen?
Ihr Mikrofon erzeugt eine digitale Reihe von Werten, die die analogen Druckänderungen auf der Membran des Mikrofons darstellen - es erzeugt keine DC-Werte, es sei denn, es ist kein Ton vorhanden. Sie müssen eine Menge Berechnungen und Zahlenverarbeitung durchführen, um digitale Zahlen in einen RMS-Wert umzuwandeln, ODER Sie könnten einfach den Spitzenwert erkennen und davon ausgehen, dass dies den RMS über einen festen Faktor darstellt, aber das ist aufgrund der Art des Klangs anfällig für massive Fehler .
Ok, tut mir leid, ich weiß nicht, wie ich die Antwort löschen soll. Und es gibt keine Formel, um die Werte umzurechnen. Tut mir leid, aber ich arbeite zum ersten Mal mit Audio und ich weiß nicht, wie ich die Ausgänge der Mikrofone interpretieren soll.
Kommen Sie zurück, wenn Sie in der Lage sind, die Art des Signals zu verstehen, das ein analoges Mikrofon erzeugt, wenn es mit Audio stimuliert wird. Dann gehen Sie noch einen Schritt weiter in die digitale Welt.
Konvertieren Sie digitale und analoge Werte in dB SPL
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