AOP 小註解

此處 AOP 指 acoustics overload point, 是指麥克風可以收到的最大聲音. 大廠開的規格大約要求 AOP 在 120~130 分貝這個水準. 

有人可能舉一反二, 問到最小聲可以量到多少有定義嗎? 這個值叫做 EIN (equivalent inout noise), 在 EIN 到 AOP 之間就是 dynamic range [1].  

上圖可以看到 input 的分貝數 (dB) 後面寫了 SPL, output 又寫了 dBV, 這是什麼意思呢? SPL (sound pressure level) 顧名思義是聲壓的單位 [2]. 基準點是 P0.  

p0 = 20 μPa = × 10−5 Pa 

而這個 Pa 就是大氣壓力的巴 (Pa or Pascal), 一巴等於每平方米一牛頓[3], 大氣壓力是 101.325 kPa. 而基本聲壓 P0 只有 20 μPa, 可以想像這是一個很小的壓力. 

SPL = Lp = 20 log10(P/P0)

這意思是說, 光是喊得很大聲沒用, 也要考量距離多遠. 比一個鞭炮在耳朵裡爆炸更大聲的是兩個鞭炮, 而不是遠處的雷聲. 現在統一用 dB SPL 來換算, 就可以得到公平的比較標準.

接著麥克風要把聲壓換成電壓來輸出, 我們才知道相對的大小聲. 這個輸出值就改用 dBV 來衡量 [4]. 這邊 V0 的基礎就是 1 伏特 (volt). 1 Volt 就是 0 dBV. 在一塊電路板上, 1 Volt 就是很大的值, 因此喊一聲的 dBV 都是負值.

例如圖中有一個 reference SPL = 94 dB SPL, 它換算的輸出電壓就是 -38 dBV. 這個輸出也稱之為 sensitivity. 根據 [1], The sensitivity of a microphone is the electrical response at its output to a given standard acoustic input. 

Sensitivity 對應到 EIN 所對應的 dBV 中間的差異就是 SNR (signal to noise ratio).

[REF]

  1. https://www.invensense.com/wp-content/uploads/2015/02/AN-1112-v1.1.pdf
  2. http://www.sengpielaudio.com/TableOfSoundPressureLevels.htm
  3. https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%B8%95%E6%96%AF%E5%8D%A1
  4. http://www.sengpielaudio.com/calculator-db-volt.htm

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