Технологии

Измерительные микрофоны: характеристики, назначение и выбор

Измерительный микрофон является незаменимым устройством для выполнения некоторых видов работ. В статье мы рассмотрим USB-микрофон и другие модели, их принципы действия. Также расскажем, на что обратить внимание при выборе.

Назначение

Измерительные микрофоны применяются для настройки и калибровки акустической техники. Их отличительная особенность – большой рабочий диапазон (который находится в пределах 30-18000 Гц), стабильная частотная характеристика (зависимость величины звукового давления от частоты при постоянных параметрах входящих электрических импульсов) и строгая направленность действия. При воспроизведении аудио частотная характеристика динамиков непосредственно влияет на качество звука и отсутствие в нем искажений. Эти величины обязательно учитываются при расчете звуковых систем, выборе громкоговорителей и проектировании акустических фильтров для них.

Однако эти данные редко соответствуют заявленным производителем аппаратуры, да и каждый динамик имеет свои характеристики. У лучших моделей динамиков эта зависимость стремится к постоянному значению, а график не имеет ярко выраженных «подъемов» и «спадов».

У них разница в величине звукового давления на разных участках частотного диапазона минимальная, а ширина рабочих частот – наибольшая (по сравнению с менее качественными и дорогими собратьями).

Регулировать технику «на слух» может быть малоэффективно, поскольку это чисто субъективные ощущения. Поэтому для получения качественного звука необходимо проводить замеры показателей динамиков с помощью измерительных микрофонов. Кроме того, для правильной настройки в студии должна быть качественная звукоизоляция. При ее монтаже желательно пользоваться измерительными микрофонами. В этом случае они могут применяться для:

  • замеров общего уровня шума;
  • обнаружения акустических аномалий (стоячие басовые волны);
  • акустического анализа помещения;
  • выявления мест со слабой звукоизоляцией с целью ее усиления;
  • определения качества звукоизолирующего материала.

Справка! Стоячие басовые волны – это низкочастотный гул, который появляется в углах комнаты. Он вызван особенностями планировки и появляется при наличии посторонних звуков (например, когда соседи громко слушают музыку). Это явление снижает работоспособность и негативно влияет на самочувствие. Такие свойства микрофонов могут использоваться и в бытовых целях. Да и вообще в любых помещениях, где нужна качественная звукоизоляция.

Для этих целей микрофон используется вместе с генератором тестового сигнала и анализатором спектра (это может быть как отдельное устройство, так и компьютерная программа). Кроме того, такие микрофоны можно использовать для обычной записи звука. Такая универсальность обусловлена их характеристиками.

Характеристика

Главное требование к измерительным микрофонам – постоянство частотной характеристики во всем рабочем диапазоне. Поэтому все устройства такого типа – конденсаторные. Наименьшая рабочая частота составляет от 20-30 Гц. Наибольшая – 30-40 кГц (30000-40000 Гц). Погрешность находится в пределах 1 дБ до частоты 10 кГц и 6 дБ на частоте 10 кГц.

Капсюль имеет размеры 6-15 мм, по этой причине он фактически не направлен до частоты 20-40 кГц. Чувствительность измерительных микрофонов не выше 60 дБ. Обычно устройство состоит из трубки с капсюлем и корпуса с микросхемой. Для подключения к компьютеру используется несколько видов интерфейсов:

  • XLR;
  • Mini-XLR;
  • Mini-Jack (3,5 мм);
  • Jack (6,35 мм);
  • TA4F;

Питание может осуществляться как по проводу (фантомное), так и от аккумулятора. Высокое качество звуков, которые записывают измерительные микрофоны, позволяет использовать их в повседневных целях. Если, конечно, вас не смутит цена таких устройств.

Принцип действия

По принципу действия измерительные микрофоны не отличаются от других. Они генерируют электрические сигналы в зависимости от параметров звука. Разница лишь в их рабочем диапазоне и частотной характеристике. Рабочий орган измерительного устройства – капсюль типа HMO0603B или Panasonic WM61. Можно пользоваться и другими, если их частотные характеристики стабильные.

Генерируемые капсюлем сигналы поступают на предварительный усилитель. Там они проходят первичную обработку и фильтрацию от помех. Устройство подключается через микрофонный вход к персональному компьютеру. Для этого на материнской плате есть специальный разъем. Далее с помощью программы (например, Right Mark 6.2.3 или ARC System 2) записываются необходимые показания.

Поскольку измерительный микрофон не имеет принципиальных отличий от остальных типов, возникает вопрос, можно ли его заменить на студийный. Можно, если его частотная характеристика постоянная. А такой она бывает только у конденсаторных микрофонов. Кроме того, при измерении нужно учитывать, что студийный микрофон дает более общую картину, поскольку не имеет строгого направления действия.

Следует сказать, что студийный с аналогичными характеристиками будет стоить дороже. Поэтому его покупка только для проведения измерений нецелесообразна. Особенно на фоне специализированных устройств.

Выбор

На рынке представлено большое количество измерительных микрофонов. Мы можем выделить несколько хороших моделей:

  • Behringer ECM8000;
  • Nady CM 100 (его характеристики стабильнее, и качество измерений выше);
  • MSC1 от компании JBL Professional.

Конечно, есть множество других достойных моделей. Перед покупкой обязательно уточняйте их частотные и другие характеристики. При выборе убедитесь, что корпус микрофона металлический. Или, в крайнем случае, он должен иметь экранирование. Это нужно для устранения помех.

Фабричные измерительные устройства имеют высокую стоимость. А поскольку их конструкция не отличается сложностью, их можно заменить самодельными вариантами. На картинке представлена принципиальная схема.

Печатная плата измерительного микрофона изготавливается из стеклотекстолита. Вот ее габаритные размеры и конфигурация. Светодиод должен гарантировать падение напряжения до 2 В. на указанных участках. Для проектирования печатной платы можно воспользоваться программой Sprint Layout 6.0. Главное при работе – отталкивайтесь от предполагаемых размеров корпуса.

Измерительный микрофон Behringer ECM8000 представлен в видео далее.