使用 A 加权测量麦克风信噪比 (SNR)

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2022-01-26 01:31:26

前言:我已经阅读了Applying A-weighting和用户 @endolith 的 A-weighting 代码

我想用主要制造商应用的相同方法测量麦克风的 SNR,这显示在他们的数据表中(此处以Neumann 的 U87 技术规范为例):

在此处输入图像描述

这是我打算如何做的:

  1. 使用录音室监听扬声器播放连续的 1 kHz 正弦信号(最好在消声室中)

  2. 使用声级 SPL 仪表设备调整播放音量,使靠近麦克风的测量音量为 94 dB SPL

    这里的问题:它应该是 94 dB SPL RMS 还是峰值?(对于正弦,RMS 和峰值之间的差异约为 3 dB)

  3. 使用数字音频接口录制音频信号

  4. 停止正弦的播放并记录一些静音(以及一些麦克风噪音:这正是我们想要测量的!)

  5. 将录制的 WAV 文件标准化为 0 dB FS(因此这将考虑信号的峰值

    这一步正确吗?这里似乎需要标准化;如果没有进行归一化,则结果 SNR 将取决于前置放大器的输入增益!

  6. 应用 A 加权或 CCIR 加权(也称为ITU-R 468加权),例如此处使用 endolith 的代码

  7. 在静音/仅噪声部分计算 A 加权信号的 RMS 。
    这将是最终的“麦克风的信噪比,A 加权 (re. 94 dB SPL)”

它是否正确?

这是我使用此处描述的方法录制的 WAV 文件。我很想知道如何找到这款麦克风的 A 加权 SNR。

2个回答

IEC 801-21-20 将声压定义为瞬时压力的 RMS,据我所知,所有仪表都使用 RMS。您在实施中遇到的问题是您正在对活动区域的峰值进行归一化,但测量的是非活动部分的 RMS。正如您所描述的,对于正弦波,RMS 比峰值小 3dB。您可以将活动区域中的 RMS 与非活动区域之间的差异。或者您可以假设有源 RMS 为 -3dB 并改用它。否则你应该很高兴。

现在我已经做了很多测试,我将分享我最终是如何做到的:

  1. 使用录音室监听扬声器播放连续的 1 kHz 正弦信号

  2. 使用声级 SPL 计调整播放音量,使靠近麦克风的测量音量为 94 dB SPL 有用的提示:

    • SPL 表应该靠近扬声器(如果我们重复它们,我们就会得到一致的测量结果),如果太远,测量结果就会不一致

    • 进行测量的人不应该/靠近麦克风/声压级计/扬声器,不是因为他产生的噪音,而是更多因为他在房间里创造的反射“墙”(当靠近扬声器时)然后移开,我注意到录制的 1k 正弦没有平坦的包络!当远离麦克风/SPL 表/扬声器时,它确实有一个平坦的包络,如所愿)

      在此处输入图像描述

    • 更一般地说,dB SPL 测量相当依赖于 SPL 表和扬声器之间的位置/角度,并且与麦克风相同:将麦克风或 SPL 表面向扬声器转动几度会改变几度的测量电平dB(例如:它可以从 94 dB 变为 91 dB),因此要求在录音期间不要移动麦克风/SPL 表/扬声器。
      旁注:有些人使用如此昂贵的校准工具来产生 94 dB SPL 1Khz 正弦波,您可以在其中插入麦克风;这可能避免了扬声器和麦克风的方向问题。

  3. 使用数字音频接口录制音频信号(如果您使用的是笔记本电脑,请拔下 AC 适配器并使用电池供电,以避免典型的 50 Hz 噪声和其他电源噪声)

  4. 停止正弦的播放并记录一些静音(以及一些麦克风噪音:这正是我们想要测量的!)。提示:关闭扬声器电源以避免录制扬声器安静的“嘘”声

  5. 应用 A 加权或 CCIR 加权(也称为ITU-R 468加权),例如此处使用 endolith 的代码

  6. 现在计算:

    • A 加权信号的 dB RMS,在静音/仅噪声部分
    • A 加权信号的 dB RMS,在正弦部分

减去这两个数字,这将是最终的“麦克风的信噪比,A 加权 (re. 94 dB SPL)”