- mikrofoner.jpg (429.45 KiB) Visad 3016 gånger
- 1 tums mic.jpg (277.57 KiB) Visad 3016 gånger
Bakgrund
I alla år jag varit medlem på faktiskt.io har det kommit upp frågor om mätmikrofoner och mätmikrofonteknik.
Tyvärr är det svårt för gemene man att få en övergripande insikt genom att goolgla och titta på Youtube. Lite djupare, samlad, information hittar man oftast inom forskning, standardisering och från vissa leverantörer och ”helhetsgreppet” blir svårt/diffust.
Min bakgrund
Mitt intresse för mätmikrofoner började i samband med högskolestudier och påföljande arbete som ”laboratorieingenjör” inom akustik och antennteknik på en högskola utomlands. Därefter hade jag i ett eget företag med PA utrustning och högtalare för elgitarr/elbas.
Sedan blev mätmikrofoner/mätteknik helt enkelt en hobby då jag hamnade i ”nasarbranchen” (försäljning/marknadsföring//säljutbildning/test och utvärdering av sälj och säljledning)
Numer är jag pensionär och ”frilansare” i ledningen för ett högtalar/förstärkarföretag med fokus på elbasutrustning.
Jag har fokuserat på Bruel&Kjaers (BK:s) mätmikrofoner då företaget har den absolut bredaste erfarenheten (sedan 1950-talet). Har dock ägt en GRAS och en Earthwork samt givetvis en massa experimenterande med Panasonic WM61a. Nedan blir det alltså mycket BK referenser men det mesta är allmängiltigt.
Vilket fokus?
Säkert 99% av alla mätningar med mätmikrofon handlar om vad vi kallar för buller. Oftast används ”vägning” med mål att definiera en ljudmiljö för människan.
Denna tråd handlar dock bara om det som är intressant för en hifinörd d v s ljudtryck, frekvensgång, rikningskaraktäristik och distorsion.
Jag kommer att blanda upp text med lite bilder för att få det lite roligare och som stöd för min text.
VAD ÄR EN MÄTMIKROFON?
Vi börjar med det mest basala. En mätmikrofon skall fungera som en transducer, d v s översätta ljudtryck till en väldefinierad elektrisk signal som därefter går att bearbeta.
Mätmikrofoner är undantagslöst tryckkännande (tryckgradient) kondensatormikrofoner. Antingen ”äkta” kondensatormikrofoner som kräver extern polarisationsspänning eller elektretmikrofoner med polariserat membran. Detta är den ”elektriska” skillnaden.
Funktionen är oerhört enkel – ett membran och en bakplatta som bildar en kondensator. När membranet utsätts för dynamiskt tryck förändras avståndet till bakplattan och därmed kapacitansen.
Detta är alltså själva mikrofonen (mikrofonkabseln) men den måste kompletteras med en mikrofon(för)förstärkare då impedansen är mycket hög.
Elektretmikrofoner har vanligtvis inbyggd förstärkare (impedansomvandlare) i kapseln, typ Panasonic WM61. Dock elektretmikrofoner från Bruel&Kjaer, GRAS m.fl. har en separat mikrofonkapsel.
Kondensatormikrofoner har oftast separat mikrofon(för)förstärkare som medför stor flexibilitet för olika mätapplikationer. Mikrofonkapseln skruvas på på förstärkaren som då bildar en enhet och i dagligt tal då blir då ”mätmikrofonen”. Skälet är mikrofonkapseln höga impedans och belastningsimpedansen från mikrofon(för)förstärkaren ligger på över 10Gigaohm och en kapacitans på under 1 pF. Det går alltså inte att ha några sladdar mellan kapsel och mikrofon(för)förstärkare.
BK:s vanliga standarmikrofon(för)förstärkare som heter BK2669 har 15Gohm och 0,45pF. Utgången har 25ohm och kan leverera över 35volt RMS, då vid extrema ljudtryck. Den ger alltså en väldigt robust signal som tål långa kablar, svåra miljöer, etc.
En elektretkapsel, med den inbyggda FETransistorn, av typ Panasonic WM61 har en utimpedans någon kohm och en utsignal på max någon volt.
[img][attachment=0]mikrofoner.jpg[/img]
Den undre bilden visar:
Överst: ½ tums mikrofongaller – mikrofonkapsel – mikrofonförstärkare
Därefter monterad ½ tums mikrofon
Därefter monterad ¼ tums mikrofon med ¼ tums mikrofonförstärkare, integrerad kabel.
Till vänster 2st Panasonic WM61a kapslar
Nederst: 1/4 tums mikrofongaller – mikrofonkapsel – adapter ½ till 1/4tum – 1/2tums mikrofonförstärkare.
UNDERTYPER AV MÄTMIKROFONER
Det finns i grunden 3 olika typer av mätmikrofoner:
- Free field. D v s en mikrofon för ett ”fritt ljudfält” från EN riktning, Motsvarande ekofritt rum eller gate:ad mätning för att undertrycka t.ex väggreflektioner. Teoretiskt är då mätmikrofonen en teoretisk punkt i ljudfältet och stör då inte ljudfältet.
- Pressure field. D v s en mikrofon som är anpassad för kaviteter/hålrum där våglängden är väsentligt större än hålrummets fysiska mått. T.ex mätning på hörlurar där örat/hörselgången till övervägande del är ett pressure field.
- Diffuse field. D v s en mikrofon som skall ta upp ljud från alla riktningar. Det finns ingen tydlig definition i detta sammanhang då inga mikrofoner har en riktigt omni-karaktär. Typisk applikation är mätning av trafikbuller.
För hifi-nörderi gäller alltså Free field mikrofoner, även för våra rumsmätningar då vi lyssnar i en riktning, huvudet åt ett håll. Då är mätning med ½ tums mic egentligen bäst då den efterliknar hörseln bäst (minst sämst) men i praktiken är detta oväsentligt för vettig utvärdering.
Alla 3 mikrofontyper är lika, mäter rätt, i alla typer av ljudfält så länge mikrofondiameter och skyddsgaller inte påverkar ljudfältet. För en ½ tums mic sker påverkan av mikrofonens fysiska mått över 1- 2 kHz. För 1/4tums det dubbla, t.ex för de flesta vanliga elektretmikrofoner.
Då har vi klarat av det mest grundläggande! Finns intresse blir det ”fördjupning” i kommande inlägg.
Avslutningsvis en bild , den övre bilden, på en 1 tums mikrofonkapsel jämfört med en ¼ tums. Det är lite svårt för ögat att förstå hur stor storleksskillnad det är!
¼ tums mic:en på ett radergummi för att få någorlunda fokus.
Kommentera gärna!
(Fattar inte hur man spränger in bilder i text....)
Man kan ju alltid ladda ner en app till telefonen och mäta ljudstyrkor utan att blanda in all utrustning. Det verkar uruselt. Så vad gör man? Köper en handhållen bullermätare av nåt slag?