마이크로폰 교정이란? 피스톤폰 vs 사운드 캘리브레이터 교정법(Microphone Calibaration, pistonphone, sound calibrator)

 

목차

 

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마이크로폰 교정이란?

 

마이크로폰 교정이란 마이크로폰이 측정하는 소리 신호가 정확하고 신뢰할 수 있는 값을 나타내도록 조정하는 과정입니다. 마이크로폰은 소리 압력을 전기 신호로 변환하는데, 이 과정에서 시간이 지남에 따라 감도나 정확도가 달라질 수 있기 때문에 정기적인 교정이 필요합니다. 교정을 통해 마이크로폰의 측정값이 일정한 기준에 맞는지를 확인하고, 필요시 보정하거나 조정하여 정확한 측정을 보장할 수 있습니다.

 

마이크로폰 교정의 방법

마이크로폰 교정은 주로 피스톤폰 또는 사운드 캘리브레이터 같은 교정 장비를 사용해 수행됩니다. 이 장비들은 기준 음압(예: 114 dB @ 250 Hz)과 같은 정확한 소리 신호를 생성해 마이크로폰이 이를 올바르게 감지하는지 확인합니다.

 

• 피스톤폰 교정: 기계적 움직임을 통해 매우 정밀한 소리 신호를 생성하여, 마이크로폰의 감도를 정확하게 확인하는 방법입니다. 이 방법은 정밀한 실험실 환경에서 주로 사용됩니다.
• 사운드 캘리브레이터 교정: 내부 회로로 생성된 소리를 통해 마이크로폰을 교정하며, 자동으로 환경 변화를 보정해 간편하게 사용할 수 있습니다. 현장에서 주로 사용됩니다.

 

 

 

피스톤폰 vs 사운드 캘리브레이터  교정법(pistonphone, sound calibrator)

 

피스톤폰과 사운드 캘리브레이터는 모두 마이크로폰의 정확한 측정을 위해 사용되는 교정 장비로, 마이크로폰이 정확한 소리 데이터를 측정할 수 있도록 보정하는 역할을 합니다. 두 장비 모두 동일한 목적을 가지고 있지만, 작동 방식, 정밀도, 사용 용도에서 차이가 있습니다.

 

 

피스톤폰 (Pistonphone)

Principle of opertation of the Pistonphone

 

피스톤폰은 주로 실험실 환경에서 사용되는 매우 정밀한 장비로, 마이크로폰을 교정하기 위한 기계적 움직임을 기반으로 작동합니다. 피스톤폰은 두 개의 피스톤이 정밀하게 가공된 캠 디스크의 사인 곡선 모양에 따라 왕복 운동을 하며, 이 기계적 움직임을 통해 참고 신호를 생성합니다. 일반적으로 피스톤폰은 250 Hz에서 114 dB와 같은 특정 소리 압력 수준을 생성하며, 이는 매우 높은 정확도를 요구하는 실험실 환경에서 유용합니다.

 

피스톤폰은 특정 환경 조건(온도, 정압, 습도)에서 특정 타입의 마이크로폰과 함께 교정되도록 설계됩니다. 피스톤폰의 캘리브레이션 커플러는 매우 잘 정의된 부피를 가지고 있는데, 이 부피가 마이크로폰의 크기에 따라 변하면 캘리브레이션 커플러 내부의 음압 수준이 달라질 수 있습니다. 따라서 마이크로폰의 크기가 다를 경우, 부피 변화에 대한 보정이 필요하며, 환경 조건(정압, 온도, 습도)이 다를 경우에도 교정 정확도를 유지하기 위해 수동으로 보정 값을 적용해야 합니다. 피스톤폰은 일반적으로 ±0.09 dB의 높은 교정 정확도를 갖고 있습니다.

 

Left: Pistonphone with 1” and ½” calibration couplers. Right: ½” microphone set inserted in pistonphone´s calibration coupler.

 

 

피스톤폰은 매우 정밀하지만, 작동이 복잡하여 전문가의 조작이 필요합니다. 부피나 환경에 대한 보정 작업이 필요하므로, 높은 정확도가 요구되는 전문적인 환경에서 주로 사용됩니다.

 

 

 

 

사운드 캘리브레이터 (Sound Calibrator)

 

GRAS 42AG Sound Calibrator

 

반면, 사운드 캘리브레이터는 휴대성이 뛰어나고 사용이 간편하여 주로 현장에서 사용됩니다. 피스톤폰과는 달리, 사운드 캘리브레이터는 내부의 사인파 발생기, 증폭기, 스피커를 사용하여 교정 신호를 생성합니다. 이러한 신호는 여러 주파수와 음압 수준에서 제공될 수 있으며, 예를 들어 250 Hz와 1000 Hz에서 94 dB 및 114 dB의 소리를 생성하는 식입니다. 이로 인해 다양한 교정 신호로 마이크로폰을 쉽게 교정할 수 있습니다.

 

Simplified block diagram illustrating typical sound calibrator´s principles of operation

 

 

사운드 캘리브레이터의 큰 장점 중 하나는 자동 피드백 시스템입니다. 사운드 캘리브레이터 내부에는 소리 압력을 지속적으로 모니터링하는 내부 마이크가 있습니다. 이 데이터는 피드백 및 제어 회로로 보내져, 환경 조건(부피, 온도, 정압, 습도)의 변화에 따라 자동으로 출력을 조정합니다. 덕분에 사용자가 수동으로 보정 작업을 할 필요가 없어, 사운드 캘리브레이터는 사용이 매우 간편합니다.

 

그러나 이러한 편리함은 정밀도의 감소를 의미합니다. 일반적으로 사운드 캘리브레이터의 교정 정확도는 ±0.2 dB로, 피스톤폰보다 낮지만, 현장 작업에서는 충분히 만족스러운 수준입니다.

 

 

 

 

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