
【电】 field sensitivity
【电】 sound field
【计】 sensitivity; sensitivity ratio; susceptiveness
【化】 sensitivity
【医】 sensitivity
声场灵敏度(英文:Free-field Sensitivity),在电声学领域特指传声器(麦克风) 的一种重要性能参数。其详细含义如下:
核心定义: 声场灵敏度描述的是传声器在自由声场条件下,其输出端的开路电压(Open-circuit Voltage)与作用在传声器振膜上的声压(Sound Pressure)之比。简单来说,它量化了传声器将特定频率和方向入射的声波信号转换为电信号的能力强弱。其标准单位是伏特每帕斯卡 (V/Pa),实际应用中常用毫伏每帕斯卡 (mV/Pa) 表示。一个灵敏度为 10 mV/Pa 的传声器意味着当它暴露在 1 Pa 的声压下时,会产生 10 mV 的开路输出电压(来源:国际电工委员会标准 IEC 60268-4《Sound system equipment - Part 4: Microphones》)。
关键测量条件 - 自由声场: “声场”在此特指自由声场。自由声场是指声波可以自由传播、没有反射的理想声学环境(近似于消声室)。测量声场灵敏度时,声波是以特定角度(通常是0° 轴向入射,即声波垂直于传声器振膜)入射到传声器上。这一点与扩散场灵敏度(Diffuse-field Sensitivity)有本质区别,后者测量的是传声器在来自各个方向、能量均匀分布的混响声场中的响应(来源:经典声学著作 Beranek, L. L., & Mellow, T. J. (2012). Acoustics: Sound Fields and Transducers. Academic Press.)。
物理意义与应用: 声场灵敏度反映了传声器在直接拾取特定方向声源时的电声转换效率。灵敏度值越高,意味着传声器对相同声压级的信号能输出更强的电信号,对后续放大器的增益要求越低。它是选择传声器、设计录音系统增益架构、预测信噪比和最大声压级处理能力的关键参数之一。例如,在录音棚录制独唱或乐器独奏时,指向性传声器(如心形指向)的轴向(0°)声场灵敏度尤为重要(来源:中国国家标准 GB/T 12060.4-2012《电声学 传声器测量方法》等同采用 IEC 60268-4)。
单位与表示: 声场灵敏度通常表示为在1 kHz(或指定频率)正弦信号、0° 轴向入射、1 Pa 声压(相当于 94 dB SPL)条件下测得的开路输出电压(V 或 mV)。其标准公式可表示为: $$ M_f = frac{U}{p} $$ 其中:
声场灵敏度是声学领域中用于描述设备(如话筒、音箱)在声场环境中对声压信号响应能力的专业术语。以下是综合多个来源的详细解释:
基本定义 声场灵敏度指在自由场(无障碍声波传播环境)中,设备在特定位置将声压信号转换为电信号的能力。例如,话筒的声场灵敏度是其在声场中某点接收声压后产生的输出电压与声压的比值,单位为mV/Pa。
测量方法
与声压灵敏度的区别 声场灵敏度考虑声场中某点的实际声压值,而声压灵敏度仅测量设备振膜直接承受的声压。例如,同一话筒在扩散场和自由场中的灵敏度值会因声场环境不同而存在差异。
应用场景
总结来看,声场灵敏度综合反映了设备在实际声学环境中的能量转换效率,是评估音频设备性能的重要参数。对于专业录音或音响系统设计,需结合具体声场条件选择合适灵敏度的设备。
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