麥克風(fēng)尺寸很重要

在任何測(cè)量場(chǎng)景中，測(cè)量設(shè)備和測(cè)量環(huán)境以?xún)煞N方式相互影響。第一種，也是最容易理解的一種，是指麥克風(fēng)如何“引入”誤差到環(huán)境中，第二種是麥克風(fēng)如何從環(huán)境中“獲得”誤差。麥克風(fēng)尺寸對(duì)這兩個(gè)方面都有很大的影響。

麥克風(fēng)如何影響測(cè)量環(huán)境？

就像小學(xué)里那個(gè)經(jīng)典的把石頭扔進(jìn)池塘的例子一樣，聲學(xué)環(huán)境中的任何物體都會(huì)干擾聲波的傳播，從而影響聲壓。這也包括第二和第三對(duì)象。在池塘場(chǎng)景中，像樹(shù)枝或樹(shù)葉這樣的物體使波紋偏轉(zhuǎn)或減弱會(huì)干擾到原始波紋。同樣，當(dāng)進(jìn)行測(cè)量以獲得準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)時(shí)，測(cè)量麥克風(fēng)本身也會(huì)影響聲學(xué)環(huán)境中的聲壓，因?yàn)樗鼈円彩遣煌笮『托螤畹奈矬w。

環(huán)境如何影響測(cè)量麥克風(fēng)？

這影響取決于在每個(gè)麥克風(fēng)的設(shè)計(jì)時(shí)都有考慮的使用聲場(chǎng)類(lèi)型。最終麥克風(fēng)的響應(yīng)已經(jīng)加入了特定測(cè)量環(huán)境影響的補(bǔ)償。因此，如果麥克風(fēng)用于預(yù)期的聲場(chǎng)，它將提供平坦的響應(yīng)，直到麥克風(fēng)頻寬上限。

但是，這些設(shè)計(jì)考慮僅在正確的聲場(chǎng)中有效，以自由場(chǎng)麥克風(fēng)為例，即使是在真正無(wú)反射的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量，任何自由場(chǎng)麥克風(fēng)都會(huì)低估不直接垂直入射到麥克風(fēng)振膜的聲波。更糟糕的是，這種效應(yīng)會(huì)隨著麥克風(fēng)振膜物理尺寸的增加而被放大。

在低頻部分，影響可以忽略不計(jì)，但在約2kHz時(shí)，就已經(jīng)可以很容易地觀察到。而在10kHz左右開(kāi)始產(chǎn)生顯著的發(fā)散。在20kHz時(shí)，?〃自由場(chǎng)麥克風(fēng)將使90°入射時(shí)聲波的聲功率降低近10dB；然而，?〃自由場(chǎng)麥克風(fēng)只會(huì)低估大約3dB的聲功率。

顯示?〃和?〃自由場(chǎng)麥克風(fēng)之間

潛在誤差差異的響應(yīng)曲線(xiàn)

這意味著在實(shí)際測(cè)量場(chǎng)景中，使用較小尺寸的麥克風(fēng)進(jìn)行測(cè)量總是更好的主意。除了更準(zhǔn)確的聲壓級(jí)數(shù)據(jù)之外，減小麥克風(fēng)的尺寸將減少反射和干擾，從而減少測(cè)量誤差，提高準(zhǔn)確性。

極坐標(biāo)圖顯示?〃自由場(chǎng)麥克風(fēng)非0°入射角的優(yōu)勢(shì)

當(dāng)聲音來(lái)自不同方向或存在多個(gè)聲源時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要。例如，當(dāng)進(jìn)行駕駛艙內(nèi)測(cè)量時(shí)，有許多反射和干擾，?〃麥克風(fēng)的物理優(yōu)勢(shì)是減少測(cè)量不確定性的有效方法。

在真實(shí)的測(cè)量中，例如在駕駛艙內(nèi)，

入射角是隨機(jī)的，這使?〃麥克風(fēng)具有天生的優(yōu)勢(shì)

然而，沒(méi)有一種神奇的麥克風(fēng)能夠完美地適用于所有可能的測(cè)量場(chǎng)景。正如較小直徑的麥克風(fēng)在高頻下比同類(lèi)大直徑麥克風(fēng)具有固有優(yōu)勢(shì)一樣，較小麥克風(fēng)的振膜相比大振膜的麥克風(fēng)對(duì)較小的壓力變化不太敏感。這意味著較小振膜的麥克風(fēng)不太可能用于測(cè)試非常低振幅的信號(hào)。

這并不是說(shuō)?〃麥克風(fēng)不可以或不應(yīng)該用于較低的聲功率級(jí)測(cè)量場(chǎng)景。正如有?〃麥克風(fēng)在較高頻率下突破界限一樣，也有?〃麥克風(fēng)被設(shè)計(jì)用于較低的聲功率水平。

為了擴(kuò)大?〃麥克風(fēng)的實(shí)用性，許多麥克風(fēng)生產(chǎn)商花費(fèi)了大量時(shí)間設(shè)計(jì)低底噪 ?〃麥克風(fēng)。目前，GRAS的 ?〃麥克風(fēng)在業(yè)界?〃麥克風(fēng)范圍內(nèi)具有最低的底噪，GRAS 46BL ?〃高靈敏度一體化麥克風(fēng)被稱(chēng)為“行業(yè)最佳”底噪，但即使如此，其25dB（A）的底噪數(shù)據(jù)依然比典型的?〃麥克風(fēng)高出不到10dB。其他?〃麥克風(fēng)與46BL麥克風(fēng)之間的差異更是顯而易見(jiàn)了。