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技術(shù)文章 | 從?″到?″麥克風(fēng)
為什么需要?″這么小的麥克風(fēng)？
“高頻的準確性是至關(guān)重要的，以及......”一文中提到使用?″麥克風(fēng)與更常用的?″麥克風(fēng)相比的好處，以及那些利大于弊的測量場景，或者一些無關(guān)緊要的缺點。當(dāng)然，顯而易見的問題是，為什么要止步于1/4″麥克風(fēng)？如果越小的麥克風(fēng)好處越多，而且業(yè)內(nèi)在關(guān)注低噪聲和音質(zhì)上趨于高清和更高的頻率，那么麥克風(fēng)到底能小到什么程度呢？
當(dāng)然，答案涉及幾個變量。一般來說，隨著麥克風(fēng)的直徑越小，頻率上限越高。從?″到?″的直徑，非專業(yè)麥克風(fēng)頻率的上限是從100到140kHz左右，聲壓級從166到175dB。但帶來好處的同時是靈敏度的輕微下降和底噪的增加。目前，世界上最小的電容式測量麥克風(fēng)是GRAS 46DE，一個?″麥克風(fēng)。比這更小的似乎會帶來一些問題。從實用的角度來看，140kHz以上的測量的實際好處也許是帶來小眾的關(guān)注。但另一個問題是實現(xiàn)麥克風(fēng)的功能所需的組件對設(shè)計的限制。目前生產(chǎn)出來最小的是?″測量麥克風(fēng)的振膜，但前置放大器內(nèi)的元件需要的空間大于八分之一英寸。
?″ 麥克風(fēng)特點和適用場景
目前只有GRAS和另外一家麥克風(fēng)生產(chǎn)商生產(chǎn)?″測量麥克風(fēng)套件。這些麥克風(fēng)套件有兩種設(shè)計，一種是在?″傳聲器底部安裝一個直徑更大的前置放大器（讓人想起登月任務(wù)中的老式阿波羅火箭），另一種是用電纜連接到傳聲器的可拆卸式前置放大器。
帶可拆卸式前置放大器的單口徑麥克風(fēng)傳聲器與火箭形麥克風(fēng)套件的比較
就動態(tài)范圍、噪聲基底和頻率上限而言，這兩套設(shè)備具有類似的性能特點，但分離式麥克風(fēng)-前置放大器的設(shè)計提供了獲得顯著優(yōu)勢的機會。如果整個套裝的尺寸保持?″（如GRAS 46DE），傳聲器在測量環(huán)境中占用的空間明顯減少，可以放置在較小的結(jié)構(gòu)中，如小型模型或狹窄的結(jié)構(gòu)，如機翼或渦輪葉片邊緣。多個傳聲器之間相互的距離也可以更近，在觀察復(fù)雜環(huán)境中的聲音方面時，例如在處理相位差和混疊時，能夠有更好的分辨率。
如果聲波是同步的，具有相同的頻率、原點和傳播的距離，它們就是同相位的。然而，只要其中一個變量不一樣，就會有相位差。如果麥克風(fēng)的位置或采樣率太低，相位差就會造成問題，它可能導(dǎo)致混疊和誤導(dǎo)信息。
藍線是偏移的源波，紫線是錯誤的信息
簡而言之
正如?″麥克風(fēng)不是所有應(yīng)用的靈丹妙藥一樣，?″麥克風(fēng)也有其局限性。然而，它們在脈沖噪聲測量（如槍聲）、飛機湍流、流動測量和小規(guī)模模型測量等應(yīng)用中表現(xiàn)出色。它們的物理特性也為復(fù)雜環(huán)境下的聲音數(shù)據(jù)采集提供了可能性，例如在處理相位差和混疊或探索測量風(fēng)力渦輪機和飛機臨近時發(fā)出的后緣噪聲的新方法時--由于它們的體積小，可能性大，所以是獨一無二的。
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