TΕΙ Κρήτης Τμήμα Μουσικής Τεχνολογιας & Ακουστικής Microphone Sensitivity

Ευαισθησία μικροφώνου είναι το μέγεθος της ηλεκτρικής εξόδου από ένα μικρόφωνο σε σχέση με έναν ήχο που εφαρμόζεται στην είσοδο A definition: *Handbook for Sound Engineers, Glen Ballou, Focal Press 3 rd edition, 2005

Τρεις μέθοδοι για τη μέτρηση της ευαισθησίας του μικροφώνου: 1.Open-Circuit Voltage 2.Maximum Power Output 3.Electronic Industries Association (EIA) Output

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Αυτή είναι η μέθοδος μέτρησης της ευαισθησίας χωρίς κανενός είδους φορτίο στην έξοδο του μικροφώνου

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου αυτής είναι: Αν η τάση ανοικτού κυκλώματος και η σύνθετη αντίσταση του μικροφώνου είναι γνωστά, η ανταπόκριση του μικροφώνου, όταν πρόκειται για την τάση εξόδου, μπορεί να υπολογιστεί για κάθε κατάσταση φόρτωσης. Αντιστοιχεί σε μια ρεαλιστική κατάσταση χρήσης. Ένα μικρόφωνο θα πρέπει να συνδεθεί με ένα υψηλής σύνθετης αντίστασης για να αποδώσει το μέγιστο SNR ανοιχτό κύκλωμα αντιπροσωπεύουν ένα υψηλής σύνθετης αντίστασης (πρακτικά άπειρη)

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity The open-circuit voltage sensitivity (Sv) μπορεί να υπολογιστεί με την έκθεση το μικρόφωνο σε ένα γνωστό SPL, μετρώντας την τάση εξόδου, και χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση: S v, is the open-circuit voltage sensitivity in decibels E o, is the output volts of the microphone dB SPL, is the level of the actual acoustic input (1)

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Με αυτή την τεχνική παίρνουμε μια ευαισθησία που αντιστοιχούν σε 1V για την πίεση 10 dyn/cm^2

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Με αυτή την τεχνική παίρνουμε μια ευαισθησία που αντιστοιχούν σε 1V για την πίεση 10 dyn/cm^2 Αυτό είναι επειδή χρησιμοποιούμε ένα επίπεδο αναφοράς ήχου 94 dB SPL που αντιστοιχεί στην 10 dyn/cm^2 Για Pref = dyn/cm^2 έχουμε:

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Αν έχουμε Eo=1V και πίεση Px=10 dyn/cm^2 τότε σύμφωνα με την (1) ή ευεσθισία θα είναι:

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Αν έχουμε Eo=1V και πίεση Px=10 dyn/cm^2 τότε σύμφωνα με την (1) ή ευεσθισία θα είναι:

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Ας αυξίσουμε τώρα την τάση εξώδου κατα 1 volt, που σύμφωνα με τα προηγούμενα θα αυξίσει την πίεση κατα10 dyn/cm^2. Έτσι θα έχουμε Eo=2V και πίεση Px=20 dyn/cm^2 και η ευεσθισία θα είναι Αν έχουμε Eo=1V και πίεση Px=10 dyn/cm^2 τότε σύμφωνα με την (1) ή ευεσθισία θα είναι:

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Ας αυξίσουμε τώρα την τάση εξώδου κατα 1 volt, που σύμφωνα με τα προηγούμενα θα αυξίσει την πίεση κατα10 dyn/cm^2. Έτσι θα έχουμε Eo=2V και πίεση Px=20 dyn/cm^2 και η ευεσθισία θα είναι Αν έχουμε Eo=1V και πίεση Px=10 dyn/cm^2 τότε σύμφωνα με την (1) ή ευεσθισία θα είναι:

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Αν έχουμε Eo=1V και πίεση Px=10 dyn/cm^2 τότε σύμφωνα με την (1) ή ευεσθισία θα είναι: Ας αυξίσουμε τώρα την τάση εξώδου κατα 1 volt, που σύμφωνα με τα προηγούμενα θα αυξίσει την πίεση κατα10 dyn/cm^2. Έτσι θα έχουμε Eo=2V και πίεση Px=20 dyn/cm^2 και η ευεσθισία θα είναι

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity The measurement setup it is shown in the figure below:

Συχνά είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την τάση εξόδου του μικροφώνου για διάφορα επίπεδα SPL για να προσδιορίσετε αν το μικρόφωνο θα υπερφορτώνετε το κύκλωμα προενισχυτή ή το SNR θα είναι επαρκές. Για τον προσδιορισμό αυτό, μπορούμε να αναδιατάξουμε την(1) για Εο: 1. Open-Circuit Voltage Sensitivity (2)

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Τυπικές προδιαγραφές για το (Shure SM58) is: dBV/Pa (1.85mV) 1 Pa = 94 dB SPL.

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity dBV/Pa (1.85mV) 1 Pa = 94 dB SPL. Απο την (1) για Eo=1.85mV και dB SPL =94 έχουμε: Τυπικές προδιαγραφές για το (Shure SM58) is:

1. Open-Circuit Voltage Sensitivity Συγκρίνετε την ευαισθησία των παρακάτω μικρόφωνα, οποίο είναι πιο ευαίσθητο... millivoltsVolts/pascal Shure SM581.85mV (1 Pa = 94dB) -54dBV/Pa Rode 94dB SPL -38dB re 1 volt/pascal

2. Maximum Power output Sensitivity Η maximum power output sensitivity (S P ) ειναι μια προδιαγραφή που δίνει τη μέγιστη ισχύ εξόδου σε decibels διαθέσιμο από το μικρόφωνο, για μία δεδομένη ηχητική πίεση. Μια τέτοια προδιαγραφή μπορεί να υπολογιστεί από την εσωτερική αντίσταση και η τάση ανοικτού κυκλώματος του μικροφώνου.

2. Maximum Power output Sensitivity The form of this specification is similar to the voltage specification except that a power as opposed to a voltage reference is given with the sound pressure reference. A 1 mW power reference and a 1 µbar (0.1 Pa) pressure reference are commonly used (as for the previous case). This form of microphone specification is quite meaningful, because it takes into account both the voltage output and the internal impedance of the microphone. The equation below is used to calculate S P: (3)

from where this 44dB derives? 2. Maximum Power output Sensitivity The form of this specification is similar to the voltage specification except that a power as opposed to a voltage reference is given with the sound pressure reference. A 1 mW power reference and a 1 µbar (0.1 Pa) pressure reference are commonly used (as for the previous case). This form of microphone specification is quite meaningful, because it takes into account both the voltage output and the internal impedance of the microphone. The equation below is used to calculate S P: Do you see any power here?

2. Maximum Power output Sensitivity This specification is based on the Sound Pressure Reference of 0.1 Pa, (1dyn/cm^2), and Power Reference of 1nW.

2. Maximum Power output Sensitivity This specification is based on the Sound Pressure Reference of 0.1 Pa, (1dyn/cm^2), and Power Reference of 1nW. That means that when pressure of 1Pa is applied, power of 1 mW is produced at the output of the microphone and the Sensitivity S P in this case should be 0dB. Because of that:

2. Maximum Power output Sensitivity That means that when pressure of 1Pa is applied, power of 1 mW is produced at the output of the microphone and the Sensitivity S P in this case should be 0dB. Because of that:

2. Maximum Power output Sensitivity That means that when pressure of 1Pa is applied, power of 1 mW is produced at the output of the microphone and the Sensitivity S P in this case should be 0dB. Because of that:

2. Maximum Power output Sensitivity That means that when pressure of 1Pa is applied, power of 1 mW is produced at the output of the microphone and the Sensitivity S P in this case should be 0dB. Because of that: and thus the reference parameter will be:

3. Electronic Industries Association (EIA) output Sensitivity It defines the system rating (G M ) as the ratio of the maximum electrical output from the microphone to the square of the undisturbed sound field pressure in a plane progressive wave at the microphone in decibels relative to 1 mW/ dyn/cm2. Expressed mathematically, Eo, is the open-circuit voltage of the microphone, P, is the undisturbed sound field pressure in dyn/cm2, Zo, is the microphone-rated output impedance in ohms.

Type of MicrophoneSpSv Carbon-button60 to 50 dB Crystal 50 to 40 dB Ceramic 50 to 40 dB Dynamic (moving coil)60 to 52 dB85 to 70 dB Capacitor60 to 37 dB85 to 45 dB Ribbon-velocity60 to 50 dB85 to 70 dB Transistor60 to 40 dB Sound power32 to 20 dB Line level40 to 0 dB20 to 0 dB Wireless60 to 0 dB85 to 0 dB TABLE 1.1 Sensitivities of Various Types of Microphones Sensitivities of Various Types of Microphones