마이크로폰으로 측정하기

알고 계셨나요

프레스 필드 환경에서 자유장 마이크로폰을 사용하면 20kHz 부근에서 9dB에 가까운 오류가 발생합니다.

마이크로폰 주파수 응답 차트

마이크로폰 감도

감도는 정의된 음압에서 마이크로폰이 생성하는 전압입니다. V/Pa로 정의되며 주파수에 따라 다릅니다. 1파스칼의 음압은 94dB SPL 수준에 해당합니다. 그렇기 때문에 대부분의 마이크로폰 교정기(예: HBK의 Sound Calibrator Type 4231)가 94dB SPL 또는 1Pa을 생성합니다.

감도는 주파수에 따라 달라지므로 주파수 응답은 전체 주파수 범위에서 감도의 표현으로 정의됩니다. 이것은 일반적으로 250Hz 감도를 기준으로 데시벨로 표시됩니다.

알고 계신가요

1984년 이후 실험실 표준 마이크로폰 Type 4160, Type 4180 감도를 주의 깊게 모니터링했습니다. 감도는 +0.02dB 범위 내에서 유지됩니다(이는 0.2% 미만의 변화를 의미함). 이 두 마이크는 전 세계의 교정 시스템에 사용됩니다.

1984년부터 2018년까지 Type 4160 및 Type 4180 실험실 표준 마이크의 감도를 보여주는 마이크 감도 차트.

마이크로폰 다이내믹 범위

측정 마이크로폰의 동적 범위(예: 16dBA - 143dB)는 마이크로폰이 완벽한 선형 트랜스듀서로 작동하는 범위입니다.

첫 번째 숫자는 고유한 노이즈입니다. 콘덴서 마이크로폰와 프리 앰프는 무엇보다도 전자 장치 및 브라운 운동의 제한으로 인해 발생하는 고유한 소음을 가지고 있습니다.

이 숫자는 마이크로폰 자체에서 생성되는 노이즈와 동일한 전압을 생성하는 음압 레벨을 나타냅니다. 소음은 3옥타브 대역에서 측정되며, 사람이 들을 수 있는 범위(22.4Hz~22.4kHz 대역)에서 가중치가 부여됩니다. 두 번째 숫자는 3% 미만의 총 고조파 왜곡으로 측정할 수 있는 가장 높은 음압 레벨입니다.

알고 계셨나요?

마이크로폰의 다이내믹 레인지는 종종 마이크로폰 프리 앰프에 의해 제한됩니다.

예를 들어 CCLD(Constant-current line drive) 프리 앰프는 20kHz 미만의 주파수에 대해 최대 7V 피크를 제공하도록 설계되었습니다. 이것은 50mV/Pa의 마이크로폰 감도에 대해 최대 134dB SPL을 제공합니다. 이 경우 기존의 프리 앰프를 사용하여 동적 범위의 상한을 146dB로 확장할 수 있습니다.




자세히 보기
마이크로폰  
프리 앰프

알고 계신가요

Brüel & Kjær ½-인치 프리 필드 마이크로폰 Type 4191 의 동적 범위는 20dBA ~ 162dB(142dB)입니다.

이 비율을 거리로 환산하면 머리카락 한 가닥에서 3개 이상의 에펠탑을 겹겹이 쌓을 수 있습니다.

마이크로폰 사운드 필드

측정 마이크로폰은 크기와 모양에 따라 음압에 영향을 미칩니다. 음장의 유형에 따라 달라지는 이러한 영향은 각 마이크로폰 설계에서 고려되며 마이크로폰 응답은 영향을 보상하도록 최적화됩니다. 이를 통해 선택한 음장에 항상 평평한 응답을 제공할 수 있습니다.

측정용 마이크로폰은 크게 3가지로 나뉘는데, 각각은 3가지 주요 음장 유형 중 하나에 최적화되어 있으며, 음장에 가장 적합한 마이크로폰을 선택하는 것이 중요합니다.

프리 필드

프리 필드 마이크로폰은 일반적으로 확성기 또는 실외 소리를 측정하는 데 사용됩니다..

물체를 완전히 반사하지 않고 자유장에서 측정을 하려면 야외에서 깃대(또는 이와 동일한 것) 상단 또는 무향실에서 측정해야 합니다.

무향실에서 천장, 바닥 및 모든 벽은 반사를 제거하는 고흡수성 재료로 덮여 있습니다. 따라서 소음원으로부터 주어진 방향의 음압 레벨은 간섭 반사 없이 측정될 수 있습니다. 

디퓨즈 필드

 동일한 확률과 수준으로 모든 방향에서 동시에 도달하기 때문에 사운드 필드를 발생시킵니다.
LEARN MORE
마이크로폰 TYPE 4191
사운드 필드와 매우 유사한 음장은 견고한 벽이 있는 건물과 같은 환경에서 얻을 수 있으며, 실내 측정 같이 동시 사운드 또는 소음 소스가 많이 존재합니다.

현재 있는 음장이 확실하지 않은 경우 측정 오류를 최소화하기 위해 음장이 확산되었다고 가정하는 것이 가장 좋습니다. 

프레스 필드

프레스 필드 내의 모든 위치에서 동일한 크기와 위상을 갖는 음압입니다. 프레스 필드 과 매우 유사한 사운드 필드는 인공 귀와 같은 작은 공동(파장에 비해 작음)에서 얻을 수 있습니다.

프레스 필드 마이크로폰은 일반적으로 커플러, 풍동 또는 매립형 측정에 사용됩니다..

마이크로폰 안정성

Brüel & Kjær의 측정 마이크로폰은 시간, 온도, 습도 및 주변 압력을 고려해 매우 안정적으로 설계되었습니다.

안정성을 극대화하기 위해 엄선된 고품질 소재를 사용합니다. 브뤼엘앤드케아는 인위적으로 노화되고 카트리지의 장력을 풀기 위해 제어된 열처리를 적용하고 생산 공정의 모든 단계에서 각 마이크로폰을 지속적으로 테스트합니다.

마이크로폰은 클class 10 클린룸에서 제조하는 동안 여러 세척 프로세스에 노출됩니다. class 10 클린룸에는 0.5 µm보다 큰 입자가 10개 미만이고 1  에서 5 µm 사이의 입자가 2개 미만입니다. 비교하자면 일반 실내 공기는 대략적인 ‘class 1 백만’입니다.

백플레이트와 다이어프램 사이의 거리가 일반적으로 약 20 µm임을 고려할 때 이보다 큰 입자가 캐비티에 존재하면 특히 결로 또는 온도 변화가 발생할 때 안정성 문제가 발생할 수 있습니다. 

멤브레인에 구멍이 나면 오염이 발생하고 입자와 잔류물이 카트리지로 들어갑니다. 수리하는 동안 동일한 수준의 청결도를 달성한다고 해서 최적의 응답을 제공하는 마이크로폰이 보장되지 않을 수 있습니다. Brüel & Kjær는 마이크로폰 수리 서비스를 제공하지 않습니다.