
【電】 field sensitivity
【電】 sound field
【計】 sensitivity; sensitivity ratio; susceptiveness
【化】 sensitivity
【醫】 sensitivity
聲場靈敏度(英文:Free-field Sensitivity),在電聲學領域特指傳聲器(麥克風) 的一種重要性能參數。其詳細含義如下:
核心定義: 聲場靈敏度描述的是傳聲器在自由聲場條件下,其輸出端的開路電壓(Open-circuit Voltage)與作用在傳聲器振膜上的聲壓(Sound Pressure)之比。簡單來說,它量化了傳聲器将特定頻率和方向入射的聲波信號轉換為電信號的能力強弱。其标準單位是伏特每帕斯卡 (V/Pa),實際應用中常用毫伏每帕斯卡 (mV/Pa) 表示。一個靈敏度為 10 mV/Pa 的傳聲器意味着當它暴露在 1 Pa 的聲壓下時,會産生 10 mV 的開路輸出電壓(來源:國際電工委員會标準 IEC 60268-4《Sound system equipment - Part 4: Microphones》)。
關鍵測量條件 - 自由聲場: “聲場”在此特指自由聲場。自由聲場是指聲波可以自由傳播、沒有反射的理想聲學環境(近似于消聲室)。測量聲場靈敏度時,聲波是以特定角度(通常是0° 軸向入射,即聲波垂直于傳聲器振膜)入射到傳聲器上。這一點與擴散場靈敏度(Diffuse-field Sensitivity)有本質區别,後者測量的是傳聲器在來自各個方向、能量均勻分布的混響聲場中的響應(來源:經典聲學著作 Beranek, L. L., & Mellow, T. J. (2012). Acoustics: Sound Fields and Transducers. Academic Press.)。
物理意義與應用: 聲場靈敏度反映了傳聲器在直接拾取特定方向聲源時的電聲轉換效率。靈敏度值越高,意味着傳聲器對相同聲壓級的信號能輸出更強的電信號,對後續放大器的增益要求越低。它是選擇傳聲器、設計錄音系統增益架構、預測信噪比和最大聲壓級處理能力的關鍵參數之一。例如,在錄音棚錄制獨唱或樂器獨奏時,指向性傳聲器(如心形指向)的軸向(0°)聲場靈敏度尤為重要(來源:中國國家标準 GB/T 12060.4-2012《電聲學 傳聲器測量方法》等同采用 IEC 60268-4)。
單位與表示: 聲場靈敏度通常表示為在1 kHz(或指定頻率)正弦信號、0° 軸向入射、1 Pa 聲壓(相當于 94 dB SPL)條件下測得的開路輸出電壓(V 或 mV)。其标準公式可表示為: $$ M_f = frac{U}{p} $$ 其中:
聲場靈敏度是聲學領域中用于描述設備(如話筒、音箱)在聲場環境中對聲壓信號響應能力的專業術語。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
基本定義 聲場靈敏度指在自由場(無障礙聲波傳播環境)中,設備在特定位置将聲壓信號轉換為電信號的能力。例如,話筒的聲場靈敏度是其在聲場中某點接收聲壓後産生的輸出電壓與聲壓的比值,單位為mV/Pa。
測量方法
與聲壓靈敏度的區别 聲場靈敏度考慮聲場中某點的實際聲壓值,而聲壓靈敏度僅測量設備振膜直接承受的聲壓。例如,同一話筒在擴散場和自由場中的靈敏度值會因聲場環境不同而存在差異。
應用場景
總結來看,聲場靈敏度綜合反映了設備在實際聲學環境中的能量轉換效率,是評估音頻設備性能的重要參數。對于專業錄音或音響系統設計,需結合具體聲場條件選擇合適靈敏度的設備。
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