Akustische Wandler sind Geräte, die elektrische Signale in Schallwellen umwandeln und umgekehrt. Das Verständnis ihrer Empfindlichkeit und Linearität ist für genaue Messungen und optimale Leistung unerlässlich. In diesem Artikel wird erläutert, wie diese beiden wichtigen Parameter berechnet werden können.

Berechnung der Empfindlichkeit

Die Empfindlichkeit gibt an, wie effektiv ein Wandler einen elektrischen Eingang in einen akustischen Ausgang umwandelt (in der Regel ausgedrückt in Einheiten wie Millivolt pro Pascal (mV/Pa). Zur Berechnung der Empfindlichkeit wird die Ausgangsspannung gemessen, wenn der Wandler einem bekannten Schalldruckpegel ausgesetzt ist.

Die Formel für die Empfindlichkeit lautet:

Empfindlichkeit = Ausgangsspannung / Schalldruckpegel

Wenn ein Wandler beispielsweise 50 mV erzeugt, wenn er einem Schalldruck von 1 Pa ausgesetzt ist, beträgt seine Empfindlichkeit 50 mV/Pa.

Berechnung der Linearität

Linearität misst, wie genau der Ausgang eines Wandlers dem Eingang über seinen Arbeitsbereich entspricht, und zeigt den Grad der Abweichung von einem idealen linearen Verhalten an.

Zur Bewertung der Linearität sind Messungen an mehreren Eingangspegeln durchzuführen und der Ausgang aufzuschreiben. Der Linearitätsfehler ist die maximale Abweichung von einer Geraden, die die Datenpunkte verbindet.

Linearität kann als Prozentsatz ausgedrückt werden:

Linearität (%) = (Maximale Abweichung / Full-Scale-Output) × 100

Zusammenfassung

Die Berechnung der Empfindlichkeit umfasst die Messung der Ausgangsleistung des Wandlers bei einem bekannten Schalldruck, während die Linearitätsbewertung mehrere Messungen über den gesamten Betriebsbereich hinweg erfordert.