Aktualności ze świata akustyki

Rozmiar mikrofonu ma znaczenie!

13.07.2021

Rozmiar mikrofonu ma znaczenie

Przy dowolnych pomiarach akustycznych użyty sprzęt i środowisko w którym się on znajduje współdziałają ze sobą na dwa sposoby. Pierwszy i najprostszy sposób to sposób, w jaki mikrofon wpływa na środowisko i „dodaje” dane do otoczenia, a drugi to sposób, w jaki mikrofon „wydobywa” i rejestruje dane z otoczenia. A rozmiar ma ogromny wpływ dla obu zależności.

Dokładność pomiarowa dla wysokich częstotliwościach ma kluczowe znaczenie

Wymagania akustyczne produktów dla telekomunikacji, komponentów audio, komputerów i tabletów stale rosną. Klienci oczekują niższych tolerancji w testach komponentów na liniach produkcyjnej.

Używanie mikrofonów o mniejszej średnicy to łatwy sposób na zmniejszenie niepewności pomiarowych.

Rozmiar mikrofonu ma znaczenie!

Jak mikrofon wpływa na środowisko pomiarowe?

Podobnie jak w klasycznym szkolnym przykładzie wrzucania kamienia do stawu, każdy obiekt fizyczny w środowisku akustycznym zakłóca rozchodzenie się fal, a tym samym wpływa na ciśnienie akustyczne. W przykładzie ze stawem obiekty takie jak gałązka lub liść odchylające lub tłumiące fale powodowałyby zakłócenia pierwotnej fali. W ten sam sposób, podczas wykonywania pomiaru, który ma na celu uzyskanie dokładnych, prawidłowych danych, same mikrofony pomiarowe wpływają na ciśnienie akustyczne w środowisku, ponieważ one również są obiektami fizycznymi o różnych rozmiarach i kształtach.

Jak otoczenie wpływa na mikrofon pomiarowy?

Wpływ otoczenia na mikrofon pomiarowy zależny jest od rodzaju pola dźwiękowego i uwzględniany jest w projekcie każdego mikrofonu. Ten wpływ bierze pod uwagę samą obecność mikrofonu. Reakcje mikrofonu są zoptymalizowane w celu skompensowania wpływu środowiska pomiarowego. Jeżeli mikrofon jest używany w zamierzonym polu dźwiękowym, jest w stanie zapewnić płaską odpowiedź… ale tylko do pewnego momentu.

Dla niskich częstotliwości wpływ samego mikrofonu na pole akustyczne jest znikome, zaczyna być zauważalny od około 2 kHz. Znacząca rozbieżność zaczyna się przy około 10 kHz. Przy 20 kHz mikrofon ½” pola swobodnego będzie zaniżać pomiar fali dźwiękowej o kącie padania 90° o prawie 10 dB; podczas gdy spadek dla mikrofonu ¼″ pola swobodnego to tylko 3 dB.

Rozmiar mikrofonu ma znaczenie!

Krzywa odpowiedzi pokazująca potencjalne różnice błędów między mikrofonami wolnego pola ½″ i ¼″

 

Zważając na powyższe, zawsze lepszym rozwiązaniem jest użycie do pomiarów mikrofonu o mniejszych gabarytach. Zapewnia on dokładniejsze dane o poziomie ciśnienia akustycznego, a mniejsza średnica redukuje odbicia i zakłócenia, zapewniając większą dokładność pomiarową.

 

 

Rozmiar mikrofonu ma znaczenie!

 

Wykres biegunowy pokazujący przewagę mikrofonów wolnego pola ¼″ dla kątów padania innych niż 0°

 

Zmniejszenie błędów pomiarowych jest szczególnie ważne, gdy dźwięki dochodzą z różnych kierunków lub gdy obecnych jest wiele źródeł dźwięku.

Przykładowo, podczas wykonywania pomiarów w kabinie samochodowej, gdzie występuje wiele odbić i zakłóceń, stosowanie mikrofonu pomiarowego ¼”o znacznie mniejszej średnicy niż powszechnie stosowane ½”, jest skutecznym sposobem na zwiększenie dokładności pomiarowej.

Rozmiar mikrofonu ma znaczenie!

W rzeczywistych pomiarach, takich jak w kabinie samochodowej, kąt padania będzie losowy, co daje znaczącą przewagę mikrofonom ¼″

 

Co jest oczywiste, nie istnieje mikrofon idealny dla każdych zastosowań. Mikrofony o mniejszych gabarytach mają przewagę przy pomiarach wyższych częstotliwości jednakże membrany mikrofonowe o mniejszych średnicach są mniej wrażliwe na niewielkie wahania ciśnienia w porównaniu do standardowych mikrofonów  ½” lub 1”. Oznacza to, iż mikrofony ¼” znajdują zastosowanie do pomiarów sygnałów o niższych amplitudach.

Nie oznacza to, że mikrofon ¼″ może lub nie powinien być używany dla pomiarów niższych poziomów. Tak jak są mikrofony ½”, które pozwalają na pomiary przy wyższych częstotliwościach, istnieją również mikrofony ¼”, które są przeznaczone do użytku przy niższych poziomach dźwięku.

Aby zwiększyć obszar zastosowań mikrofonów ¼”, wielu producentów mikrofonów wprowadziło modele ¼” w wersji niszkoszumowej. Obecnie, wszystkie mikrofony pomiarowe GRAS ¼” charakteryzują się jednym z najniższych poziomów szumu wśród wszystkich oferowanych produktów. Ponadto zestaw mikrofonowy ¼” 46BL o wysokiej czułości odznacza się najlepszymi parametrami na rynku, gdzie poziom szumów wynoszący 25 dB(A) jest niższy o 10 dB niż ten, występujący w typowym zestawie ½”.

Różnica między innymi mikrofonami ¼″ a 46BL jest wyraźnie słyszalna:

Hałas dla 45 dB

Hałas dla 25 dB

 

ZALETY MIKROFONÓW ¼”

  • Zmniejszony wpływ kąta padania.
  • Dobrze nadaje się do pomiarów wysokich częstotliwości.
  • Niewielkie wymiary umożliwiają łatwe umieszczenie na liniach produkcyjnych.
  • Większa wytrzymałość mikrofonu wynikająca ze zmniejszonego rozmiaru,
  • Zredukowany wpływ na pole akustyczne.
  • Mikrofon 46BE mieści się w normie IEC 61672 (SLM)
  • Najniższy poziom szumu na rynku dla mikrofonów o wysokiej czułości.
  • Możliwy pomiar ekstremalnie wysokich poziomów SPL.
  • Konkurencyjne ceny

 

 

skontaktuj
się z nami