丹麥GRAS壓力麥克風(fēng)147AX行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用

丹麥GRAS壓力麥克風(fēng)147AX的設(shè)計主要是為了測量麥克風(fēng)進(jìn)入聲場之前的聲壓,。在較高頻率下，麥克風(fēng)本身在聲場中的存在會局部干擾聲壓,。自由場麥克風(fēng)的頻率響應(yīng)經(jīng)過精心調(diào)整,，以補(bǔ)償對局部聲場的干擾,。空氣分子的熱擾動足以使麥克風(fēng)產(chǎn)生非常小的輸出信號,，即使在絕對安靜的條件下也是如此,。麥克風(fēng)的尺寸與聲音的波長相比。由于波長與頻率成反比,，因此在較高頻率下波長會逐漸變短。使用兩個相距很近,、由整流裝置產(chǎn)生的諧波占所有諧波的近40%,，這是最大的諧波源。??在不同溫度下的性能都十分穩(wěn)定,，不會受溫度,、振動、濕度和時間的影響,。由于耐熱性強(qiáng),，麥克風(fēng)可承受260℃的高溫回流焊，而性能不會有任何變化,。

由于組裝前后敏感性變化很小,，這甚至可以節(jié)省制造過程中的音頻調(diào)試成本。目前,，集成電路工藝正越來越廣泛地被應(yīng)用在傳感器及傳感器接口集成電路的制造中,。這種微制造工藝具有精確、設(shè)計靈活、尺寸微型化,、可與信號處理電路集成,、低成本、大批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn),。早期微型麥克風(fēng)是基于壓阻效應(yīng)的,，有研究報道稱，制作了以(1×1)cm2,、2μm厚的多晶硅膜為敏感膜的麥克風(fēng),。面對面的麥克風(fēng)測量聲壓和粒子速度。聲強(qiáng)探頭必須在麥克風(fēng)之間保持明確的聲學(xué)間距,，開關(guān)電源等許多方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用,，當(dāng)敏感膜內(nèi)存在張應(yīng)力時，其諧振頻率將增大,，卻以犧牲靈敏度為代價,。當(dāng)然，可以通過調(diào)整敏感膜的尺寸來獲得更高的一階諧振頻率,，但是這仍將減小靈敏度,。

由此可見，壓阻式方案并不適于微型麥克風(fēng)的制造變頻裝置常用于風(fēng)機(jī),、水泵,、電梯等設(shè)備中，由于采用了相位控制,，諧波成份很復(fù)雜,，除含有整數(shù)次諧波外，還含有分?jǐn)?shù)次諧波,，這類裝置的功率一般較大,，隨著變頻調(diào)速的發(fā)展，對電網(wǎng)造成的諧波也越來越多并將對聲場的干擾降至,。一般而言,，強(qiáng)度測量技術(shù)涉及通過檢測兩個相距很近的麥克風(fēng)的到達(dá)時間差異來確定聲波的方向。如果聲波首先到達(dá)麥克風(fēng) A,，然后稍晚到達(dá)麥克風(fēng) B,，則聲波必須沿從 A 到 B 的方向傳播。

給電網(wǎng)造成了大量的諧波,。我們知道,，晶閘管整流裝置采用移相控制，從電網(wǎng)吸收的是缺角的正弦波,，從而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波,，從而給電網(wǎng)留下的也是另一部分缺角的正弦波,，顯然在留下部分中含有大量的諧波。如果整流裝置為單相整流電路,，在接感性負(fù)載時則含有奇次諧波電流,，其中3次諧波的含量可達(dá)基波的30%；接容性負(fù)載時則含有奇次諧波電壓,，其諧波含量隨電容值的增大而增大,。如果整流裝置為三相全控橋6脈整流器，變壓器原邊及供電線路含有5次及以上奇次諧波電流,；如果是12脈沖整流器,，也還有11次及以上奇次諧波電流。經(jīng)統(tǒng)計表明：但是,，在敏感膜內(nèi)不存在應(yīng)力的情況下,，這樣大并且很薄的多晶硅膜的一階諧振頻率將低于300Hz。

一階諧振頻率在這樣低的頻段范圍內(nèi)將導(dǎo)致麥克風(fēng)在聽覺頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)極不均勻(靈敏度的變化量大于40dB),，這對于麥克風(fēng)應(yīng)用是不可接受的,。另一方面，如果它首先到達(dá)麥克風(fēng) B,，則它必須沿相反方向傳播,。如果它同時到達(dá)兩個麥克風(fēng)，則它必須沿垂直于這對麥克風(fēng)的方向傳播,。一對麥克風(fēng)準(zhǔn)確確定到達(dá)時間微小差異的能力取決于兩個麥克風(fēng)的相位響應(yīng)之間的差異有多小,。因此，麥克風(fēng)的直徑越小,，它能測量的頻率就越高,。另一方面，麥克風(fēng)的靈敏度也與其尺寸有關(guān),，這也會影響其動態(tài)范圍并將疊加在麥克風(fēng)檢測到的任何聲學(xué)激發(fā)信號上,。因此，無法測量低于熱噪聲水平的聲學(xué)激發(fā)信號隨機(jī)入射麥克風(fēng)）,。自由場麥克風(fēng)適用于大多數(shù)聲壓級測量，例如聲級計,、聲功率測量和聲輻射研究