Näiden häiriötekijöiden vaikutusten minimoimiseksi on mittareille asetettavissa erilaisia korjaustermejä, jotka ovat käyttäjän valittavissa. Yleisesti voi todeta, että mitä pienempi taajuus on, sitä vähemmän mittariasetuksilla tarvitsee kompensoida vääristymiä.
Toisaalta voi sanoa myös, että mitä pienempiä ovat mikrofonin ja mittalaitteen mitat, sitä vähemmän vääristymiä syntyy.
Miksi uudet ¼" mikrofonit ovat parempia kuin normaalikokoiset ½" mikrofonit?
Kun haluamme mitata hyvin pieniä, kuulokynnyksen alittavia äänenpainetasoja, koolla on merkitystä. Kun mikrofonin pitää reagoida hyvin pieniin painevärähdyksiin hyvin herkästi, se voidaan toteuttaa vain mikrofonin kokoa kasvattamalla. Tavanomaisin erityisherkän mikrofonin halkaisijamitta on noin 24 mm. Jos kuitenkin tarvitsemme yli 10 kHz taajuuksien mittausta, on tällaisen ison mikrofonin käyttö jo hyvin epävarmalla pohjalla. Käyttöä rajoittaa myös se, että nämä herkät mikrofonit saavat ”meluvammoja” jo yli 110 dB äänenpainetasoista.
Jos hieman tingimme herkkyydestä, saamme yleiskäyttöisempiä ja vähän pienempiä mikrofonijärjestelmiä. Yleiskäyttöiset mikrofonit ovat halkaisijamitaltaan noin 13 mm luokkaa. Niiden kestävyysraja tulee vastaan jossain 140 dB tienoilla, joten niitäkään ei pahimpiin paikkoihin voi viedä. Näillä mikrofoneilla on kuitenkin hyvin järjestettävissä se, että mittalaitteet saadaan näyttämään oikeita lukemia aina 20 kHz asti. Tämä ei kuitenkaan onnistu ilman korjaustermejä.
Anturit ja mittalaitteet on syytä tarkistaa parin vuoden välein. Tällainen kalibroinniksi kutsuttu tarkistus varmistaa sen, että mittalaite ja siihen liitetty anturi täyttävät edelleen niille asetetut tarkkuusvaatimukset. Kalibrointi ei kuitenkaan aina ole ihan helppoa.
Kun kalibroinnissa mikrofoni sijoitetaan kalibraattoriin, joutuu kalibroija aina pähkäilemään, miten tulosta korjataan vastaamaan todellisia mittaustilanteita. Tämä on erityisen tärkeää yli 1 kHz taajuuksilla. Koska äänen kalibrointisignaali tuotetaan pienessä kammiossa, jossa se kulkeutuu mikrofonin ”tärykalvolle”, jää ääni poukkimaan siihen suhteellisen kovapintaiseen kammioon. Kun taajuudet ovat pieniä, ovat aallonpituudet suhteellisen isoja. Nämä heijastusvaikutukset kalibraattorin signaalitasoon ovat hyvin hallinnassa.
Herkät ja kookkaat mikrofonit saavat ”meluvammoja” jo yli 110 dB äänenpainetasoista.
Tilanne kuitenkin muuttuu suurilla taajuuksilla, kun aallonpituudet alkavat olla niin pieniä, että mikrofonin fyysiset mitat alkavat vaikuttaa heijastuksiin. Silloin esimerkiksi mikrofonin kalvon suojana oleva kehikko heijastaa osan äänistä takaisin päin, eikä kalibraattorin vakautuslogiikka kykene korjaamaan signaalitasoa oikeaksi. Tämä tarkoittaa sitä, että kalibroijan on käytettävä korjauskertoimia. Nämä ovat jokaiselle mikrofonityypille omanlaisensa. Mitä pienempi mikrofonin koko on, sitä vähemmän korjauksia tarvitsee käyttää.
Mittalaitteiden dynamiikka – eli kuinka laajaa äänipainevaihtelua mittari pystyy mittaamaan – on kasvanut jo yli 120 dB:iin. Tämä on johtanut siihen, että mittaajan ei enää tarvitse ennen mittausta arvata, mitä mittausaluetta tulisi eri tilanteissa käyttää. Mittaaja voi kattaa koko mittaustarpeensa yksillä ja samoilla asetuksilla.
Yleiskäyttöisiä ja pienikokoisia 7 mm halkaisijamittaisia mikrofoneja on ollut jo kauan saatavilla, mutta niiden kohinatasot ovat olleet melko korkeita. Kehitys on johtanut niissäkin uusiin tekniikoihin, ja nykyisin niillä voidaan kattaa dynamiikka-alue 44…174 dB ja taajuusalue 4 Hz:stä aina jopa 70 kHz:iin asti, eikä niiden vapaakenttäkorjauksista normaalilla kuuloalueella 20 Hz…20 kHz juurikaan tarvitse kantaa huolta.
Pieni on uusi normaali. Miksi siis emme käyttäisi pieniä mikrofoneja?
Blogin kirjoittaja Tapani Ollila on MIP Electronics Oy:n Senior Advisor, mittaamisen kokenut asiantuntija ja alan ykkösnimi.
Lue: Suurilla taajuuksilla tarkkuus on tärkeää, ja mikrofonin koolla on väliä.
