개요
마이크의 주파수 응답과 방향 감도를 이해하는 것은 설계 단계부터 생산에 이르기까지 성능을 평가하는 데 필수적입니다. 본 연구에서는 Shure SM57 마이크를 테스트 대상 장치(DUT)로 사용하여 마이크의 특성을 평가하고, 측정 결과를 제조사 데이터시트와 비교하여 DUT의 특성을 규명하고자 합니다. 먼저 수동 데이터 수집을 통해 측정 자동화에 앞서 절차를 검증함으로써 더욱 효율적이고 정확한 테스트 절차를 구축할 수 있습니다. 소프트웨어 기반 Moku:Go 주파수 응답 분석기(FRA)를 사용하여 DUT에 스윕 사인 신호를 인가하고 크기와 위상 측면에서 응답을 확인할 수 있습니다. LabVIEW를 통해 이러한 검증을 프로그래밍 방식으로 실행함으로써 수동 개입, 인적 오류 및 테스트 시간을 줄일 수 있습니다. (측정 자동화에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오.) 파트 2 이 실험의 내용입니다.)측정기 모델
우리는 그림 1에 표시된 다음 자료를 활용했습니다.- Moku:Go 진동수 응답 분석기 장비
- 확성기: 이벤트 PS6
- 레퍼런스 마이크: Oktava MK-12-01
- DUT(테스트 대상 장치): Shure SM57 마이크
- 프리앰프: Apogee Duet
- 수동 회전 단계: 수동 방향성 데이터 수집에 활용
그림 1: 테스트 설정 블록 다이어그램
진동수 응답 특성화
먼저, FRA를 35Hz에서 20kHz까지 스위핑하고 기준 마이크(Oktava Mk-12)와 DUT(SM57 마이크)의 응답을 동시에 측정합니다. 그런 다음 DUT 응답을 기준 응답(DUT/기준)과 비교하여 정규화된 곡선을 만듭니다. 이러한 접근 방식을 통해 무향실이나 완벽하게 교정된 스피커와 같은 환경이 없어도 신뢰할 수 있고 일관된 측정을 수행할 수 있습니다. 그림 2는 위쪽이 Moku:Go와 LabVIEW를 사용하여 수집한 SM57의 주파수 응답을 보여주고, 아래쪽 그래프는 제조업체 데이터시트에 있는 주파수 응답(dB)을 보여줍니다.
그림 2: Moku:Go FRA(상단) 및 제조업체가 지정한 주파수 응답(하단)을 사용하여 수집된 dB 대 Hz 단위의 주파수 응답
수동 방향성 특성화
주파수 응답을 검토한 후, 마이크의 지향성, 즉 입사각에 대한 소리 감도를 특성화하는 데 집중합니다. 지향성은 일반적으로 극좌표 형태로 표시됩니다. 이를 위해 회전 스테이지를 수동으로 조정하면서 스피커를 기준으로 다양한 각도에서 스윕을 수집합니다. 각 각도에서 1000Hz에 해당하는 진폭 값을 확인합니다. 그림 3의 결과 극좌표는 SM57의 예상 카디오이드 극성 패턴을 보여줍니다.
그림 3: Moku:Go를 사용하여 수동으로 수집한 단일지향성 극성 패턴
LabVIEW 구현
LabVIEW 코드는 Moku:Go FRA 장비를 제어하기 위해 Liquid Instruments LabVIEW API를 사용하여 생성되었습니다. ON AXIS와 POLAR의 두 가지 테스트 모드가 있습니다. ON AXIS 모드는 스피커를 기준으로 0˚에서 마이크의 주파수 응답을 측정합니다. POLAR 모드는 스피커를 기준으로 다양한 각도에서 마이크의 주파수 응답을 측정합니다. ON AXIS 모드의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)인 그림 4는 FRA 구성 매개변수, 마이크의 주파수 응답 및 평활화 필터 선택을 보여줍니다.
그림 4: LabVIEW 그래픽 사용자 인터페이스, ON AXIS 모드
그림 5: LabVIEW GUI, POLAR 모드
그림 6: LabVIEW 블록 다이어그램