🎤 測量麥克風：好的、差的、糟的

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2015 年 7 月 26 日

測量麥克風的價格帶非常大，從 10 美元到 4,000 美元都有。品質差異也極大，而中間有許多不同等級的選擇。低成本測量麥克風的優點是：它們的頻率響應通常比你會測的任何喇叭來得更平滑、且高頻延伸更好（例如：在 1 公尺、1W 測量失真時，麥克風產生的失真通常比被測的喇叭低很多）。

電容 VS. 自極化背駐極體測量麥克風

測量麥克風本質上是「壓力式麥克風」，只對聲壓做反應，不考慮方向性。當然實際世界有其限制，麥克風的直徑必須足夠小，避免繞射與波長效應造成高頻測量不準確。常見標準尺寸為 0.5 英寸、0.25 英寸、0.125 英寸。

許多大型錄音室麥克風的振膜與外殼直徑達 1 英寸或以上。這些麥克風雖然可以錄出美觀的聲音，但不適合用於聲學測量。因為大型直徑與其他因素會讓其在 8 kHz 以上表現不佳。

然而，實務上被拿來錄音的測量麥克風，反而比真正拿來做喇叭測量的還多。

自由場、擴散場、壓力場 麥克風

如果你使用的是中價位（±2 dB 精度）的測量麥克風，拿來錄音或現場 EQ（尤其 16 kHz 以下）時，其實不太需要在意是自由場、擴散場還是壓力場。

● 自由場（Free Field）

聲音能自由往外擴散，沒有反射、沒有混響。例子：

• 無響室

• 戶外、距離地面夠遠

● 擴散場（Diffuse / Random Incidence Field）

聲音從各方向同時或連續抵達，方向均等、沒有時間間隔。

● 壓力場（Pressure Field）

聲壓在整個空間內的大小與相位都一致。

這三者的差異主要出現在高頻，且受麥克風直徑影響。測量麥克風的設計目標是讓頻率響應對「聲壓本身」保持一致。

麥克風的 Type / Class（精度等級）

測量麥克風通常會掛上 Type 1、Type 2 或 Type 3 的名稱。事實上，等級是給聲級計（sound level meter）用的，不是給麥克風本身。但慣例上會用這些等級來形容麥克風的精度與穩定度。

• Type 1（Class 1）：精度較高

• Type 2（Class 2）：一般現場使用

• Type 3（Class 3）：只需要在 1 kHz 附近準確（例如便宜的 Radio Shack 模擬聲級計）

高階麥克風（B&K、G.R.A.S.、ACO Pacific）通常能符合 Type 1，而現場用的 electret（駐極體）測量麥克風大多屬於 Type 2。

便宜的 Type 3 會在 1 kHz 以上偏差較大，只求 A/C 加權的準確度即可。

低價 ECM（駐極體）測量麥克風的問題

一些低價「測量麥克風」其實就是普通 8 mm 駐極體膠囊 + 金屬管外殼。

ECM 的訊噪比（SNR）可能只有 56 dB，也可能到 62 dB 以上。這會影響你能測量的噪聲與失真底線。

ECM 可以透過溫度修正、或 Fairchild 的 ASIC 晶片來改善靈敏度漂移。但不能把所有 electret 麥克風一視同仁：

• Panasonic 很普遍、有一定平坦度

• 但噪聲比實驗室級麥克風差 10 dB 以上

• 容易受溫度與時間影響

因此它們適合入門使用，但離實驗級距還有差距。

尺寸很重要

測量麥克風理想上應該是全指向，但實際上直徑決定其高頻極限。常見直徑：1”、0.5”、0.25”、0.125”。

低價 0.5” 的 ECM 測量麥克風可能使用 10 mm 背駐極體膠囊，可以達到：

• 約 70 dB 的 SNR

• 大於 125 dB 的最大 SPL

代價是高頻會出現一些可預測的響應異常。

為什麼測量麥克風需要承受高 SPL？例如：

• 車音比賽（超大 SPL）

• 低頻近場測量（woofer 很近）

部分便宜麥克風甚至不符合任何校正器的標準尺寸，需要硬塞進去（字面上）。

測量麥克風的校正

如果要進行科學或法律用途的測量，必須確切知道麥克風「每帕斯卡對應電壓（V/Pa）」的靈敏度。

尤其 electret（駐極體）類型的麥克風，隨時間與溫度會漂移，因此需要：

• 定期校正

• 使用受認證的實驗室

• 追溯到國家級標準（NIST、PTB、NPL 等）

校正方式：

● 一次校正（Primary – Reciprocity Calibration）

國家級標準實驗室使用互易法（Reciprocity）建立標準。

● 二次校正（Secondary – Comparison Calibration）

把被測麥克風與標準麥克風比較。

麥克風的靈敏度會因哪些因素改變？

• 頻率

• 溫度

• 濕度

• 聲場類型（自由場/壓力場等）

  
  

因此通常會記錄多組靈敏度值、且可能需要在不同聲場條件下校正。

測量麥克風如果掉落、或暴露在超過其規格的 SPL，也必須重新校正。

ECM 較容易需要頻繁校正。「真正的」電容式（true condenser）測量麥克風更穩定。

📘 關於作者 Mike Klasco

Mike Klasco 是 Menlo Scientific（位於加州里士滿）的總裁，該公司專門為 音響與喇叭產業提供技術諮詢服務。

他畢業於 紐約大學（New York University），並在 訊號處理（signal processing）領域進行研究所層級的進階學習。他擁有多項專利，並長期為音響產業進行研發、工程設計與技術諮詢工作。