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高頻下的準(zhǔn)確度至關(guān)重要
麥克風(fēng)尺寸很重要
在任何測量場景中，測量設(shè)備和測量環(huán)境以兩種方式相互影響。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)尺寸對這兩個方面都有很大的影響。
麥克風(fēng)如何影響測量環(huán)境？
就像小學(xué)里那個經(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干擾聲波的傳播，從而影響聲壓。這也包括第二和第三對象。在池塘場景中，像樹枝或樹葉這樣的物體使波紋偏轉(zhuǎn)或減弱會干擾到原始波紋。同樣，當(dāng)進(jìn)行測量以獲得準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)時，測量麥克風(fēng)本身也會影響聲學(xué)環(huán)境中的聲壓，因為它們也是不同大小和形狀的物體。
環(huán)境如何影響測量麥克風(fēng)？
這影響取決于在每個麥克風(fēng)的設(shè)計時都有考慮的使用聲場類型。最終麥克風(fēng)的響應(yīng)已經(jīng)加入了特定測量環(huán)境影響的補(bǔ)償。因此，如果麥克風(fēng)用于預(yù)期的聲場，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)計考慮僅在正確的聲場中有效，以自由場麥克風(fēng)為例，即使是在真正無反射的環(huán)境中進(jìn)行測量，任何自由場麥克風(fēng)都會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，但在約2kHz時，就已經(jīng)可以很容易地觀察到。而在10kHz左右開始產(chǎn)生顯著的發(fā)散。在20kHz時，?〃自由場麥克風(fēng)將使90°入射時聲波的聲功率降低近10dB；然而，?〃自由場麥克風(fēng)只會低估大約3dB的聲功率。
顯示?〃和?〃自由場麥克風(fēng)之間
潛在誤差差異的響應(yīng)曲線
這意味著在實際測量場景中，使用較小尺寸的麥克風(fēng)進(jìn)行測量總是更好的主意。除了更準(zhǔn)確的聲壓級數(shù)據(jù)之外，減小麥克風(fēng)的尺寸將減少反射和干擾，從而減少測量誤差，提高準(zhǔn)確性。
極坐標(biāo)圖顯示?〃自由場麥克風(fēng)非0°入射角的優(yōu)勢
當(dāng)聲音來自不同方向或存在多個聲源時，這一點尤為重要。例如，當(dāng)進(jìn)行駕駛艙內(nèi)測量時，有許多反射和干擾，?〃麥克風(fēng)的物理優(yōu)勢是減少測量不確定性的有效方法。
在真實的測量中，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
然而，沒有一種神奇的麥克風(fēng)能夠完美地適用于所有可能的測量場景。正如較小直徑的麥克風(fēng)在高頻下比同類大直徑麥克風(fēng)具有固有優(yōu)勢一樣，較小麥克風(fēng)的振膜相比大振膜的麥克風(fēng)對較小的壓力變化不太敏感。這意味著較小振膜的麥克風(fēng)不太可能用于測試非常低振幅的信號。
這并不是說?〃麥克風(fēng)不可以或不應(yīng)該用于較低的聲功率級測量場景。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)計用于較低的聲功率水平。
為了擴(kuò)大?〃麥克風(fēng)的實用性，許多麥克風(fēng)生產(chǎn)商花費了大量時間設(shè)計低底噪 ?〃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了。
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