측정용 마이크의 다이내믹 레인지란 무엇인가요?

측정용 마이크의 다이내믹 레인지는, 노이즈 플로어에 가까운 미약한 소리부터 왜곡 또는 오버로드 한계에 가까운 높은 레벨까지, 효과적으로 측정할 수 있는 음압 레벨 범위를 설명합니다. 실제 사용에서는, 활용 가능한 레인지는 마이크, 프리앰프, 데이터 수집 시스템, 시험 환경에 따라 달라집니다.

측정용 마이크의 다이내믹 레인지란 무엇인가요?

다이내믹 레인지는 신뢰성 있게 측정할 수 있는 가장 낮은 음압 레벨과, 허용할 수 없는 왜곡이나 오버로드 없이 측정할 수 있는 가장 높은 레벨 사이의 구간을 의미합니다.

예를 들어, 20 dB SPL부터 140 dB SPL까지 효과적으로 측정할 수 있는 시스템은 120 dB의 다이내믹 레인지를 갖습니다. 데이터시트의 값은 항상 명시된 주파수 범위, 가중치 방식, 왜곡 기준과 함께 해석해야 합니다.

하한을 무엇이 결정하는가?

낮은 SPL에서는, 측정된 신호를 노이즈와 신뢰성 있게 구분할 수 있는지가 핵심 질문입니다. 중요한 노이즈 원인에는 마이크 자체 노이즈, 프리앰프 등가 입력 노이즈, 데이터 수집 입력 노이즈, 환경 배경 소음, 케이블이나 전원 공급 장치에서 유입되는 간섭 등이 포함됩니다.

측정된 소리가 이러한 노이즈 원인에 가까워지면 시스템이 여전히 값을 표시할 수는 있지만, 결과의 신뢰도는 떨어집니다. 따라서 하한은 전체 측정 체인의 노이즈 플로어에 의해 결정됩니다.

상한을 무엇이 결정하는가?

음압이 증가하면 마이크 출력 전압도 함께 증가합니다. 특정 레벨에 이르면, 마이크 또는 그 이후 단계의 장비가 비선형 영역에 들어갈 수 있습니다. 전형적인 징후로는 마이크 왜곡 증가, 프리앰프 오버로드, 데이터 수집 시스템의 오버레인지, ADC 클리핑 등이 있습니다.

따라서 상한은 마이크의 최대 SPL과 프리앰프 및 데이터 수집 시스템의 선형 입력 범위 둘 다에 의해 결정됩니다. 감도는 출력 전압에 영향을 주지만, 그것만으로 마이크의 최대 SPL을 직접 결정하지는 않습니다.

더 넓은 다이내믹 레인지가 항상 더 좋은가요?

더 넓은 활용 범위는 더 큰 SPL 변동을 포괄할 수 있지만, 그 위치가 적용 분야와 맞아야 합니다. 저소음 측정에서는 하단 범위가, 고 SPL 측정에서는 상단 범위가 더 중요합니다.

제품 자체 소음, 조용한 가전제품 및 이와 유사한 미약 신호 시험에서는 CRY3261-S02가 6.5 dBA까지 낮은 고유 노이즈를 제공합니다. 충격 소음, 산업용 발파 및 기타 극도로 높은 SPL 응용 분야에서는 CRY3408-S01가 70~180 dB SPL을 커버합니다.

전체 측정 체인이 중요한 이유는 무엇인가요?

마이크가 넓은 다이내믹 레인지를 명시하고 있더라도, 실제 시스템에서 활용 가능한 레인지는 더 좁을 수 있습니다. 어느 단계에서든 노이즈 플로어가 높으면, 신뢰성 있게 측정 가능한 최소 SPL이 올라갑니다. 어느 단계에서든 입력 한계가 낮으면, 최대 측정 가능 SPL이 줄어들 수 있습니다.

따라서 엔지니어링 판단은 마이크 데이터시트의 단일 숫자만이 아니라, 전체 체인의 실질적인 다이내믹 레인지를 기준으로 해야 합니다.

다이내믹 레인지는 시험에 어떻게 맞춰야 할까요?

최소 SPL 정의

미약한 소리의 경우, 마이크 자체 노이즈, 감도, 프리앰프 노이즈, 환경 배경 소음을 확인합니다. 가장 낮은 목표 SPL은 시스템 노이즈 플로어와 명확히 구분될 수 있어야 합니다.

최대 SPL 정의

고레벨 시험에서는 마이크 최대 SPL과 왜곡 조건을, 감도, 프리앰프 최대 입력, 데이터 수집 시스템의 입력 범위와 함께 확인합니다. 간헐적인 피크도 사용 가능한 레인지 안에 머물러야 합니다.

전체 시스템 검증

일반적인 실험실 음향 측정의 경우, CRY3203-S01은 16 dBA에서 138 dB까지의 다이내믹 레인지와 50 mV/Pa의 정격 감도를 제공합니다. SonoDAQ Pro와 같은 모듈식 플랫폼과 함께 사용할 때에는, 선택한 입력 모듈의 입력 범위, 노이즈 성능, 다이내믹 레인지도 함께 확인해야 합니다.

다이내믹 레인지와 감도는 어떤 관계가 있나요?

감도는 단위 음압당 생성되는 전압을 나타내고, 다이내믹 레인지는 측정 체인이 신뢰성 있게 처리할 수 있는 음압 범위를 나타냅니다. 감도가 높으면 미약한 소리에서도 더 큰 전압을 얻을 수 있지만, 그만큼 이후 단계의 입력 한계에 더 빨리 도달할 수 있습니다. 따라서 이 두 가지 사양은 함께 고려해야 합니다.

요약

측정용 마이크의 다이내믹 레인지는, 신뢰성 있게 측정 가능한 가장 낮은 소리부터, 명시된 선형 동작 조건을 유지하는 가장 높은 레벨까지를 포함합니다. 하한은 주로 마이크 및 시스템 노이즈에 의해 결정되며, 상한은 최대 SPL, 왜곡, 측정 체인의 입력 범위에 따라 달라집니다.

시험에서 예상되는 최소 및 최대 SPL부터 설정한 후, 마이크, 프리앰프, 데이터 수집 시스템이 전체 범위에 걸쳐 서로 잘 맞는지 확인하십시오.

자주 묻는 질문

측정용 마이크의 다이내믹 레인지를 음향 측정 시스템에 맞추는 데 도움이 필요하다면, CRYSOUND 기술 지원 팀에 문의하십시오.