[마이크로폰]차량 내부 음향 환경(Vehicle Interiors, Microphone, GRAS, Sound Field, Noise Source, 46AE)

 

목차

 

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차량 내부 음향 환경

 

 

 

차량 내부는 매우 복잡한 소리 환경(complex sound field)을 형성하게 됩니다. 이는 다양한 소음과 음향 조건이 존재하기 때문인데, 각각의 요소는 차량 내부 경험에 큰 영향을 미칩니다. 차량 내부에서 발생하는 소리는 크게 다음과 같은 종류로 나뉠 수 있습니다.

 

• NVH (Noise, Vibration, Harshness): 도로 소음, 풍절음, 인버터 소음, 브레이크 스퀼(고음의 끼익거리는 소리) 등은 차량의 주행 중 느껴지는 전반적인 소음과 진동을 포함합니다. 이는 차량의 편안함과 주행 품질에 큰 영향을 미치는 요소로, 대부분의 자동차 제조사들은 이를 최소화하기 위해 여러 기술적 해결책을 적용하고 있습니다.
• 오디오 시스템의 음향 특성: 차량 내부 오디오 시스템이 최적의 소리를 제공하기 위해서는 음향적 특성 분석이 필요합니다. 이는 각 좌석마다 일관된 청취 경험을 제공하기 위해 음향 반사, 흡음, 그리고 스피커 배치 등을 고려하여 설계됩니다.
• 오디오 시스템 디자인 및 튜닝: 차량 안의 모든 좌석에서 일관된 좋은 청취 경험을 제공하기 위해 오디오 시스템의 디자인 및 튜닝이 중요합니다. 각 좌석에 전달되는 소리가 동일하거나 유사하게 느껴지도록 튜닝하는 과정이 필요합니다.
• 오디오 시스템 전자 장치: 차량 오디오 시스템에 사용되는 앰프, 크로스오버 등의 전자 장치는 각 스피커에 최적의 음향을 전달하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 장치들은 차량 내부의 특정 주파수에 맞춰 튜닝되어야 하며, 다양한 소리 환경을 최적화할 수 있도록 설계됩니다.
• 소리 품질: 차량 내부에서 발생하는 여러 소리, 예를 들어 차량 경보음, 문 닫는 소리, 엔진 소리 등은 소리의 품질에 중요한 영향을 줍니다. 이러한 소리는 사용자가 차량의 상태나 기능을 인지할 수 있도록 도움을 주며, 차량의 품질감을 높이기 위해 튜닝이 필요합니다.
• 인포테인먼트 시스템: 스마트 어시스턴트, 블루투스 오디오, 통신 시스템, 차량 내 마이크와 같은 인포테인먼트 기능도 차량 내부 소음 및 음향에 중요한 영향을 미칩니다. 특히, 차량 내에서 음성 인식을 사용하기 위해서는 주변 소음을 효과적으로 제거하고 사용자의 음성을 명확하게 수집하는 것이 중요합니다.

 

 

차량 내부는 이와 같은 다양한 소리 요소들이 복합적으로 작용하는 공간이며, 여러 종류의 소리가 반사되고 흡수되는 재질이 혼합되어 있기 때문에 소리의 특성이 매우 복잡합니다. 이를 고려하여 적절한 마이크를 선택하고 배치하는 것이 중요하며, 소리의 반사 및 흡수 특성을 파악하는 것이 필요한 이유입니다.

 

 

 

 

 

 

1/4인치와 1/2인치 마이크로폰의 특성과 전기자동차 소음 측정

 

 

 

 

1/4인치 마이크로폰은 전기자동차와 같은 고주파 소음을 측정하는 데 있어 유리한 장점을 가지고 있지만, 동시에 1/2인치 마이크로폰에 비해 노이즈 플로어가 높은 단점도 함께 지니고 있습니다. 이 특성에 대해 더 깊이 이해하기 위해서는 소리장에 미치는 간섭 효과, 노이즈 플로어의 개념, 고감도 마이크로폰의 역할을 고려할 필요가 있습니다.

 

먼저, 1/4인치 마이크로폰의 다이아프램 크기는 비교적 작기 때문에 고주파 대역에서의 간섭과 왜곡을 더 높은 주파수로 이동시키는 효과가 있습니다. 이는 고주파 영역에서 마이크로폰이 소리장에 미치는 영향을 줄여 더 정확한 측정이 가능하게 만들어줍니다. 전기자동차의 경우 내연기관 차량과 달리 엔진 소음이 거의 없고, 대신 인버터와 같은 전자 부품에서 발생하는 고주파 소음이 주로 문제가 됩니다. 이러한 이유로, 고주파 소음에 민감하게 반응할 수 있는 1/4인치 마이크로폰이 전기자동차 소음 측정에 적합한 선택이 되는 것입니다.

 

 

하지만 1/4인치 마이크로폰은 다이아프램이 작기 때문에 본래의 노이즈 플로어가 높아지게 됩니다. 노이즈 플로어는 마이크로폰 자체에서 발생하는 기본적인 백색 소음 수준으로, 마이크로폰이 수음할 수 있는 최소한의 소음 레벨을 의미합니다. 이 노이즈 플로어가 높을수록 미세한 소음을 탐지하는 데 한계가 생기며, 측정하려는 신호가 노이즈 플로어보다 작으면 신호-대-잡음비가 낮아져 측정의 신뢰도가 떨어질 수 있습니다. 반면 1/2인치 마이크로폰은 다이아프램이 크기 때문에 노이즈 플로어가 낮아 저주파 및 낮은 소음 환경에서 더 우수한 성능을 발휘할 수 있습니다.

 

이 문제를 해결하기 위해 1/4인치 고감도 마이크로폰이 사용될 수 있습니다. 예를 들어, GRAS의 고감도 1/4인치 마이크로폰은 기존의 1/4인치 마이크로폰보다 낮은 노이즈 플로어를 제공하여, 24 dBA 수준의 저소음에서도 보다 신뢰성 높은 측정을 가능하게 해줍니다. 이러한 고감도 마이크로폰은 전기자동차처럼 저소음이지만 고주파 소음이 중요한 환경에서 소리 측정의 정확도를 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

마이크로폰의 주파수 응답 특성은 측정하려는 주파수 범위와 다이아프램 크기에 따라 크게 달라집니다. 고주파 소음이 중요한 환경에서는 1/4인치 마이크로폰이 유리하지만, 저주파 소음을 포함한 소음 환경에서는 노이즈 플로어가 낮은 1/2인치 마이크로폰이 더 적합할 수 있습니다. 따라서 측정 대상에 맞춰 마이크로폰을 선택하는 것이 매우 중요합니다.

 

 

차량 내부 소음 측정 전용 GRAS 46AE

 

 

 

 

GRAS 46AE 마이크로폰은 차량 내부 소음 측정에 최적화된 장비로, 낮은 노이즈 플로어와 고주파에서의 안정적인 주파수 응답을 제공합니다. 이 마이크로폰은 다양한 소리장 환경에서도 일정한 성능을 발휘하여, 차량 내부의 복잡한 소음 환경에서도 정확한 측정이 가능합니다. 특히, 자유 음장, 확산 음장 등 다양한 환경에 적용할 수 있어 다방향 소음 측정에 유리합니다. 또한, 측정 불확실성이 적어 각도에 따른 소음의 왜곡을 최소화하며, 정밀한 소음 데이터를 제공합니다.

 

 

해당 내용과 관련해서 팜테크에서 교육 프로그램, 측정/분석 용역, 장비를 제공하고 있습니다.  관심 있으시면 아래 홈페이지 또는 연락처를 통해 문의 주시면 됩니다. :)

 

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