[Microphone] 마이크로폰 종류: Free field, Pressure, Random

 

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[Microphone] 마이크로폰 종류

계측용 마이크로폰은 크게 아래와 같이 3가지 종류로 구분 됩니다.

 

 

 

• Free Field(프리필드) 마이크로폰
• Pressure(프레셔) 마이크로폰
• Random Incidence 마이크로폰

 

Free Field 마이크로폰은 음원(Sound Source)이 Free Field에 존재할 경우 사용 합니다. 음장(Sound Field) 관련 내용은 링크를 참조 하시면 됩니다(https://famtech.tistory.com/54). Free Field 마이크로폰은 마이크로폰을 배치하기 전이나 후나 같은 음압(Sound Pressure)를 측정해야 합니다.

 

Pressure 마이크로폰은 마이크로폰의 다이아프램(Diaphragm)에 정면으로 들어오는 음압(Sound Pressure)를 측정 합니다. 해당 측정은 마이크로폰의 음장에서의 배치 영향도 포함 합니다. 

 

Radom Incidence 마이크로폰은 Diffuse sound field에서의 음압을 측정합니다. 즉, 사운드가 각 방향에서 동시에 발생하는 잔향실과 같은 구조에서 사용 합니다. 

 

 

 

 

 

마이크로폰 종류에 따른 주파수 응답

 

 

Free Field Microphone

 

앞서 마이크로폰과 회절(Diffraction)에 대해 알아보았습니다. 위 그림에서 파란색선이 회절에 의한 음압의 증가이고 빨간색선이 이를 보상해서 녹색과 같은 주파수 응답(Frequency Response)를 가질 수 있습니다. 

 

 

 

 

Pressure Microphone

 

 

Pressure 마이크로폰의 주요 사용 용도는 위 그림과 같이 항공기(Airplane)의 엔진(Engine) 부분 구조적인 Integrity를 확인하거나 최근에 휴대폰(Smart Phone)이나 무선이어폰(Earphone)의 성능이나 기능 시험용으로 사용됩니다.

 

비행기의 엔진에 사용되는 마이크로폰의 경우 이륙 시 비행기의 크기나 환경에 따라 160dB 이상의 소음(Noise)이 발생할 수 있습니다. 활주로(Runway)의 상태에 따라 음압이 반사되어 증폭된 음압이 엔진 표면으로 들어올 수 있으므로 이에 대한 조사가 이뤄진 다음에 측정을 진행하여야 합니다. 

 

휴대폰이나 무선이어폰, 스피커와 같은 사람의 귀에 들어오는 음압을 측정하는 경우 Pressure 마이크로폰을 사용하는데 Coupler, Pinna 등으로 사람 귀의 내부 외부를 구성해서 규격에 맞춘 시험을 진행하여야 합니다. 

 

 

Pressure 마이크로폰은 닫힌 환경에서 음압을 마이크로폰의 정면으로 받기 때문에 회절의 영향이 Freefield에 비해서 적습니다. 그러므로 사용할 수 있는 고주파 영역도 증가합니다.

 

 

 

 

Radom Incidence Microphone

 

 

랜덤 마이크로폰은 앞서 소개한 내용과 같이 Diffuse Field에서 사용하기 때문에 모든 방향에서 음압이 들어옵니다. 그리고 각 방향에서 들어오는 음압은 각도에 따라 회절(Diffraction)의 차이가 발생함을 앞서 포스트에서 확인하였습니다. 그러므로 랜덤 마이크로폰의 경우 위 그림과 같이 전체 방향에서 들어오는 음압을 평균 해줍니다. 그리고 이를 앞서 SDOF의 기계적 특성을 이용해서 보상해줍니다. 

 

 

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