마이크로폰 크기에 따른 음장 왜곡과 회절 현상 분석(Microphone size, Sound field, Diffraction, Interference, Wave propagation, Acoustic pressure, Anechoic environment)

 

 

목차

 

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마이크로폰 크기에 따른 음장 왜곡과 회절 현상 분석

 

 

1. 실험 환경

무향실(Anechoic Environment): 반사가 없는 자유음장 환경에서 실험이 이루어진다.

이상적인 음원(Ideal Sound Source): 주파수 응답이 평탄한 소리가 사용된다.

 

2. 마이크가 음장에 미치는 영향

마이크는 음장을 방해하며, 이 방해는 마이크 앞에 형성되는 압력 변화로 나타난다. 즉, 마이크 자체가 소리의 흐름을 왜곡하게 되며, 이 왜곡은 마이크 다이어프램(diaphragm) 앞에서 압력이 증가하는 형태로 측정된다.

 

3. 마이크 크기에 따른 차이

이미지에는 두 종류의 마이크가 비교되고 있다.

• 1/2인치 마이크: 상대적으로 크기가 큰 마이크로, 소리에 미치는 영향이 더 크다.
• 1/4인치 마이크: 크기가 작아 고주파수 대역에서만 영향이 나타난다.

 

 

이미지 오른쪽에는 각 마이크 주변에서의 소리 파장 흐름을 시각화한 그림이 제시되어 있다. 이를 통해 마이크가 음장에 어떤 물리적 영향을 주는지를 알 수 있다.

 

 

4. 주파수 및 파장과의 관계

중앙 하단의 그래프는 마이크 크기와 주파수에 따른 압력 변화량을 나타낸 것이다. 4000 Hz에서 파장은 약 85.5 mm이며, 마이크의 지름이 이와 비슷해지면 회절 및 간섭 효과가 두드러지게 나타난다.

 

그래프에서 빨간 선은 1/2인치 마이크, 초록 선은 1/4인치 마이크의 응답을 나타낸다. 마이크 지름이 커질수록, 즉 파장에 가까워질수록 압력 증가가 두드러진다.

 

 

• 마이크 크기가 클수록 음장에 미치는 영향이 크며, 왜곡이 증가한다.
• 마이크 지름이 소리의 파장과 유사한 수준이 되면 회절과 간섭 현상이 발생한다.
• 마이크가 작을수록 이러한 영향은 더 높은 주파수에서 나타나므로, 작은 마이크는 고주파 영역에서 더 정확한 측정이 가능하다.

 

 

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