イントロダクション
マイクロフォンの周波数応答と指向性感度を理解することは、設計段階から生産に至るまでの性能評価に不可欠です。Shure SM57 マイクロフォンを被試験デバイス (DUT) として使用し、マイクロフォンの特性を評価するとともに、メーカーのデータシートと比較することで、特定の DUT の特性を明らかにすることを目指します。手動によるデータ収集から始めることで、測定を自動化する前に手順を検証することができ、より効率的で正確なテスト手順への道が開かれます。ソフトウェア定義の Moku:Go 周波数応答アナライザ (FRA) を使用すると、DUT にスイープ正弦波信号を適用して、応答を振幅と位相で表示できます。この検証をプログラムで実行することで、LabVIEW を介して手動による介入、人的ミス、およびテスト時間を削減できます。(測定の自動化に関する詳細情報をお探しですか? 第2部 この実験の。セットアップ
図 1 に示すように、次の器具を使用しました。- Moku:Go 周波数応答アナライザ
- スピーカー: Event PS6
- リファレンスマイク：Oktava MK-12-01
- テスト対象デバイス (DUT): Shure SM57 マイク
- プリアンプ: Apogee Duet
- 手動回転ステージ：手動方向性データ収集に利用
図 1: テストセットアップのブロック図
周波数応答特性評価
まず、FRAを35Hzから20kHzまで掃引し、リファレンスマイク（Oktava Mk-12）とDUT（SM57マイク）の応答を同時に測定します。次に、DUTの応答をリファレンス応答（DUT/リファレンス）と比較し、正規化曲線を作成します。このアプローチにより、無響室や完璧に校正されたスピーカーなどが存在しない場合でも、信頼性と一貫性のある測定が可能になります。図2の上段は、Moku:GoとLabVIEWを使用して収集したSM57の周波数応答を示しており、下段はメーカーのデータシートに記載されているdB単位の周波数応答を示しています。
図 2: Moku:Go FRA を使用して収集された周波数応答 (dB 対 Hz) (上) とメーカー指定の周波数応答 (下)
手動による方向性の特性評価
周波数応答を調べた後、マイクロフォンの指向性、つまり入射角に対する音に対する感度の特性評価に焦点を当てます。指向性は通常、ポーラープロットの形で表示されます。これを実現するために、回転ステージを手動で調整しながら、スピーカーに対して様々な角度でスイープを収集します。各角度において、1000 Hzに対応する振幅値を特定します。図3のポーラープロットは、SM57の予想されるカーディオイド指向特性を示しています。
図 3: Moku:Go を使用して手動で収集されたカーディオイドの極性パターン
LabVIEWの実装
LabVIEW コードは、Moku:Go FRA 計測器を制御するために Liquid Instruments LabVIEW API を使用して作成されました。 ON AXIS と POLAR の 0 つのテスト モードがあります。 ON AXIS モードでは、スピーカーを基準にして 4° でマイクの周波数応答を測定します。 POLAR モードでは、スピーカーに対してさまざまな角度でマイクの周波数応答を測定します。図 XNUMX は、ON AXIS モードのグラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI) で、FRA 構成パラメータ、マイクの周波数応答、および平滑化フィルタの選択を示しています。
図 4: LabVIEW グラフィカルユーザーインターフェース、ON AXIS モード
図 5: LabVIEW GUI、POLAR モード
図6: LabVIEWのブロック図